ความจุความร้อนจำเพาะของสารวัดจากอะไร? "ปริมาณความร้อน

คุณคิดว่าอะไรจะร้อนเร็วกว่าบนเตา: น้ำหนึ่งลิตรในกระทะหรือตัวกระทะที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัม มวลของวัตถุเท่ากันสามารถสันนิษฐานได้ว่าความร้อนจะเกิดขึ้นในอัตราที่เท่ากัน

แต่มันไม่ได้อยู่ที่นั่น! คุณสามารถทำการทดลองได้ - ใส่กระทะเปล่าลงบนกองไฟสักสองสามวินาที อย่าเผามัน และจำไว้ว่ามันร้อนขึ้นที่อุณหภูมิเท่าไร จากนั้นเทน้ำลงในกระทะที่มีน้ำหนักเท่ากับน้ำหนักของกระทะ ตามทฤษฎีแล้ว น้ำควรร้อนขึ้นเป็นอุณหภูมิเดียวกับกระทะเปล่าใน 2 เท่าของเวลาตั้งแต่ใน กรณีนี้ทั้งคู่ร้อนขึ้น - ทั้งน้ำและกระทะ

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าคุณจะรอนานถึงสามเท่า แต่ก็ต้องแน่ใจว่าน้ำยังคงร้อนน้อยลง ต้องใช้เวลานานกว่าเกือบสิบเท่าเพื่อให้น้ำร้อนถึงอุณหภูมิเท่ากับหม้อที่มีน้ำหนักเท่ากัน ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? อะไรหยุดน้ำไม่ให้ร้อนขึ้น? ทำไมเราต้องเสียแก๊สเพิ่มเพื่อทำน้ำร้อนเมื่อทำอาหาร? เพราะมี ปริมาณทางกายภาพเรียกว่า ความร้อนจำเพาะสาร

ความจุความร้อนจำเพาะของสาร

ค่านี้แสดงปริมาณความร้อนที่ต้องถ่ายเทไปยังวัตถุที่มีมวล 1 กิโลกรัม เพื่อให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียส หน่วยวัดเป็น J / (กก. * ˚С) ค่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นจากความตั้งใจ แต่เนื่องจากความแตกต่างในคุณสมบัติของสารต่างๆ

ความร้อนจำเพาะของน้ำมีความร้อนจำเพาะของเหล็กประมาณ 10 เท่า ดังนั้นหม้อจะร้อนเร็วกว่าน้ำในหม้อถึง 10 เท่า น่าแปลกที่ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งมีค่าเป็นครึ่งหนึ่งของน้ำ ดังนั้นน้ำแข็งจะร้อนเร็วกว่าน้ำสองเท่า น้ำแข็งละลายง่ายกว่าน้ำร้อน แม้จะฟังดูแปลก แต่ก็เป็นความจริง

การคำนวณปริมาณความร้อน

ความจุความร้อนจำเพาะจะแสดงด้วยตัวอักษร คและ ใช้ในสูตรคำนวณปริมาณความร้อน:

Q = c*m*(t2 - t1),

โดยที่ Q คือปริมาณความร้อน
c - ความจุความร้อนจำเพาะ
เมตร - น้ำหนักตัว
t2 และ t1 คืออุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้นของร่างกายตามลำดับ

สูตรความร้อนเฉพาะ: ค = Q / ม.*(t2 - t1)

คุณยังสามารถแสดงจากสูตรนี้:

• m = Q / c*(t2-t1) - น้ำหนักตัว
• t1 = t2 - (Q / c*m) - อุณหภูมิร่างกายเริ่มต้น
• t2 = t1 + (Q / c*m) - อุณหภูมิร่างกายสุดท้าย
• Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - ความแตกต่างของอุณหภูมิ (เดลต้า t)

แล้วความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซล่ะ?ทุกอย่างสับสนมากขึ้นที่นี่ จาก ของแข็งและของเหลวได้ง่ายขึ้นมาก ความจุความร้อนจำเพาะเป็นค่าคงที่ ทราบค่าที่คำนวณได้ง่าย สำหรับความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซ ค่านี้แตกต่างกันมาก สถานการณ์ที่แตกต่างกัน. ลองใช้อากาศเป็นตัวอย่าง ความจุความร้อนจำเพาะของอากาศขึ้นอยู่กับส่วนประกอบ ความชื้น และความดันบรรยากาศ

ในเวลาเดียวกันเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นปริมาตรของก๊าซจะเพิ่มขึ้นและเราจำเป็นต้องแนะนำค่าอื่น - ปริมาตรคงที่หรือแปรผันซึ่งจะส่งผลต่อความจุความร้อนด้วย ดังนั้นเมื่อคำนวณปริมาณความร้อนสำหรับอากาศและก๊าซอื่น ๆ จะใช้กราฟพิเศษของค่าความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซขึ้นอยู่กับปัจจัยและเงื่อนไขต่าง ๆ

ความร้อนจำเพาะ

ความจุความร้อนของร่างกายจะแสดงด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ อักษรละติน จาก.

อะไรเป็นตัวกำหนดความจุความร้อนของร่างกาย? ประการแรกจากมวลของมัน เป็นที่ชัดเจนว่าการให้ความร้อน เช่น น้ำ 1 กิโลกรัมจะต้องใช้ความร้อนมากกว่าการให้ความร้อน 200 กรัม

แล้วชนิดของสารล่ะ? มาทำการทดลองกันเถอะ ลองนำภาชนะสองใบที่เหมือนกันแล้วเทน้ำที่มีน้ำหนัก 400 กรัมลงในภาชนะหนึ่งและน้ำมันพืชที่มีน้ำหนัก 400 กรัมเราจะเริ่มให้ความร้อนด้วยความช่วยเหลือของหัวเผาที่เหมือนกัน เมื่อสังเกตการอ่านเทอร์โมมิเตอร์เราจะเห็นว่าน้ำมันร้อนเร็วขึ้น เพื่อให้น้ำและน้ำมันมีอุณหภูมิเท่ากัน ต้องอุ่นน้ำให้นานขึ้น แต่ยิ่งเราให้ความร้อนแก่น้ำนานเท่าไหร่ ความร้อนที่ได้รับจากหัวเผาก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นเพื่อให้ความร้อนแก่มวลที่เท่ากัน สารที่แตกต่างกันต้องใช้อุณหภูมิเท่ากัน จำนวนที่แตกต่างกันความอบอุ่น ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่ร่างกาย และด้วยเหตุนี้ ความจุความร้อนจึงขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ร่างกายนี้ประกอบขึ้น

ตัวอย่างเช่น หากต้องการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำที่มีมวล 1 กิโลกรัมขึ้น 1 °C ต้องใช้ปริมาณความร้อนเท่ากับ 4200 J และเพื่อให้ความร้อนแก่มวลเดียวกัน 1 °C น้ำมันดอกทานตะวันต้องใช้ปริมาณความร้อนเท่ากับ 1,700 J

ปริมาณทางกายภาพที่แสดงปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำให้สาร 1 กิโลกรัมร้อนขึ้น 1 ° C เรียกว่าความร้อนจำเพาะของสารนี้

สารแต่ละชนิดมีความจุความร้อนเฉพาะของตัวเอง ซึ่งแสดงด้วยอักษรละติน c และวัดเป็นจูลต่อกิโลกรัมองศา (J / (kg K))

ความจุความร้อนจำเพาะของสารชนิดเดียวกันในสถานะมวลรวมที่แตกต่างกัน (ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ) นั้นแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4200 J/(กก. K) และความจุความร้อนจำเพาะของน้ำแข็ง J/(กก. K) ; อะลูมิเนียมในสถานะของแข็งมีความจุความร้อนจำเพาะเท่ากับ 920 J / (กก. K) และในของเหลว - J / (กก. K)

โปรดทราบว่าน้ำมีความจุความร้อนจำเพาะสูงมาก ดังนั้นน้ำในทะเลและมหาสมุทรที่ร้อนขึ้นในฤดูร้อนจึงดูดซับความร้อนจำนวนมากจากอากาศ ด้วยเหตุนี้ในสถานที่เหล่านั้นที่ตั้งอยู่ใกล้แหล่งน้ำขนาดใหญ่ฤดูร้อนจึงไม่ร้อนเท่ากับสถานที่ห่างไกลจากน้ำ

ความจุความร้อนจำเพาะของของแข็ง

ตารางแสดงค่าเฉลี่ยของความจุความร้อนจำเพาะของสารในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 0 ถึง 10 ° C (หากไม่มีการระบุอุณหภูมิอื่น)

ความจุความร้อนจำเพาะของของเหลว

ความจุความร้อนจำเพาะของโลหะและโลหะผสม

ความจุความร้อนจำเพาะของโลหะหลอมเหลวและโลหะผสมเหลว

ความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซและไอระเหย

อยู่ในเกณฑ์ปกติ ความกดอากาศ

น้ำเป็นหนึ่งในสารที่น่าทึ่งที่สุด แม้จะมีการกระจายอย่างกว้างขวางและใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ก็เป็นความลึกลับที่แท้จริงของธรรมชาติ เนื่องจากเป็นหนึ่งในสารประกอบออกซิเจน ดูเหมือนว่าน้ำควรมีลักษณะที่ต่ำมาก เช่น การแช่แข็ง ความร้อนจากการกลายเป็นไอ ฯลฯ แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น ความจุความร้อนของน้ำเพียงอย่างเดียวนั้นสูงมาก

น้ำสามารถดูดซับความร้อนได้เป็นจำนวนมากในขณะที่ตัวมันเองไม่ร้อนขึ้น - นี่คือคุณสมบัติทางกายภาพ น้ำสูงกว่าความจุความร้อนของทรายประมาณห้าเท่า และสูงกว่าเหล็กถึงสิบเท่า ดังนั้นน้ำจึงเป็นสารหล่อเย็นตามธรรมชาติ ความสามารถในการสะสม จำนวนมากพลังงานช่วยให้คุณปรับความผันผวนของอุณหภูมิบนพื้นผิวโลกให้เรียบขึ้นและควบคุมอุณหภูมิความร้อนทั่วทั้งโลก ซึ่งสิ่งนี้จะเกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงช่วงเวลาของปี

คุณสมบัติเฉพาะของน้ำนี้ทำให้สามารถใช้เป็นสารหล่อเย็นในอุตสาหกรรมและที่บ้านได้ อีกทั้งน้ำยังเป็นวัตถุดิบที่หาได้ทั่วไปและมีราคาถูก

ความจุความร้อนหมายถึงอะไร? ตามที่ทราบจากวิชาอุณหพลศาสตร์ การถ่ายเทความร้อนมักเกิดขึ้นจากวัตถุที่ร้อนไปยังวัตถุที่เย็น ในกรณีนี้เรากำลังพูดถึงการเปลี่ยนแปลงของความร้อนจำนวนหนึ่งและอุณหภูมิของร่างกายทั้งสองซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสถานะจะแสดงทิศทางของการแลกเปลี่ยนนี้ ในกระบวนการหล่อโลหะด้วยน้ำ มวลเท่ากันที่อุณหภูมิเริ่มต้นเท่ากัน โลหะจะเปลี่ยนอุณหภูมิมากกว่าน้ำหลายเท่า

หากเราใช้ประโยคหลักของอุณหพลศาสตร์เป็นสมมุติฐาน - จากสองวัตถุ (แยกจากวัตถุอื่น) ในระหว่างการแลกเปลี่ยนความร้อนวัตถุหนึ่งให้ออกและอีกวัตถุหนึ่งได้รับความร้อนในปริมาณที่เท่ากันก็จะเห็นได้ชัดว่าโลหะและน้ำมีความร้อนต่างกันโดยสิ้นเชิง ความจุ

ดังนั้น ความจุความร้อนของน้ำ (เช่นเดียวกับสสารใดๆ) จึงเป็นตัวบ่งชี้ที่แสดงถึงความสามารถของสารที่กำหนดในการให้ (หรือรับ) บางส่วนระหว่างการทำความเย็น (ความร้อน) ต่ออุณหภูมิหนึ่งหน่วย

ความจุความร้อนจำเพาะของสารคือปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนต่อหน่วยของสารนี้ (1 กิโลกรัม) ขึ้น 1 องศา

ปริมาณความร้อนที่ร่างกายปล่อยออกมาหรือดูดซับจะเท่ากับผลคูณของความจุความร้อนจำเพาะ มวล และความแตกต่างของอุณหภูมิ วัดเป็นแคลอรี่ หนึ่งแคลอรี่คือปริมาณความร้อนที่เพียงพอในการทำให้น้ำ 1 กรัมร้อนขึ้น 1 องศา สำหรับการเปรียบเทียบ: ความจุความร้อนจำเพาะของอากาศคือ 0.24 แคล/กรัม ∙°C อะลูมิเนียมคือ 0.22 เหล็กคือ 0.11 และปรอทคือ 0.03

ความจุความร้อนของน้ำไม่คงที่ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 0 ถึง 40 องศา อุณหภูมิจะลดลงเล็กน้อย (จาก 1.0074 เป็น 0.9980) ในขณะที่สารอื่นๆ ทั้งหมด คุณลักษณะนี้จะเพิ่มขึ้นระหว่างการให้ความร้อน นอกจากนี้ยังสามารถลดลงได้ด้วยการเพิ่มแรงดัน (ที่ความลึก)

อย่างที่คุณทราบ น้ำมีสามสถานะของการรวมตัวกัน - ของเหลว ของแข็ง (น้ำแข็ง) และก๊าซ (ไอน้ำ) ในขณะเดียวกัน ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งจะต่ำกว่าน้ำประมาณ 2 เท่า นี่คือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างน้ำกับสารอื่น ๆ ซึ่งความจุความร้อนจำเพาะซึ่งในสถานะของแข็งและหลอมเหลวจะไม่เปลี่ยนแปลง ความลับที่นี่คืออะไร?

ความจริงก็คือน้ำแข็งมีโครงสร้างผลึกซึ่งไม่ยุบทันทีเมื่อถูกความร้อน น้ำประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ของน้ำแข็ง ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลหลายตัวและเรียกว่าสารร่วม เมื่อน้ำร้อน ส่วนหนึ่งจะใช้ไปกับการทำลายพันธะไฮโดรเจนในชั้นหินเหล่านี้ สิ่งนี้อธิบายความจุความร้อนสูงผิดปกติของน้ำ พันธะระหว่างโมเลกุลจะถูกทำลายอย่างสมบูรณ์เมื่อน้ำผ่านเข้าไปในไอน้ำเท่านั้น

ความจุความร้อนจำเพาะที่อุณหภูมิ 100°C แทบจะไม่แตกต่างจากความจุของน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0°C นี่เป็นการยืนยันความถูกต้องของคำอธิบายนี้อีกครั้ง ปัจจุบัน ความจุความร้อนของไอน้ำ เช่น ความจุความร้อนของน้ำแข็ง เข้าใจได้ดีกว่าความจุของน้ำ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีความเห็นเป็นเอกฉันท์

ความจุความร้อนจำเพาะเป็นคุณลักษณะเฉพาะของสาร นั่นคือมันแตกต่างกันสำหรับสารต่างๆ นอกจากนี้ สารชนิดเดียวกันแต่อยู่ในสถานะการรวมตัวต่างกัน มีความจุความร้อนจำเพาะต่างกัน ดังนั้นจึงถูกต้องที่จะพูดถึงความจุความร้อนจำเพาะของสสาร (ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ ความจุความร้อนจำเพาะของทองคำ ความจุความร้อนจำเพาะของไม้ ฯลฯ)

ความจุความร้อนจำเพาะของสารหนึ่ง ๆ แสดงให้เห็นว่าต้องถ่ายเทความร้อน (Q) เท่าใดเพื่อให้ความร้อน 1 กิโลกรัมของสารนี้เพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส ความจุความร้อนจำเพาะแสดงด้วยอักษรละติน c นั่นคือ c = Q/mt เมื่อพิจารณาว่า t และ m เท่ากับหนึ่ง (1 กก. และ 1 °C) ความจุความร้อนจำเพาะจะเท่ากับปริมาณความร้อน

อย่างไรก็ตาม ความร้อนและความร้อนจำเพาะมีหน่วยต่างกัน ความร้อน (Q) ในระบบ C วัดเป็นจูล (J) และความจุความร้อนจำเพาะมีหน่วยเป็นจูลหารด้วยกิโลกรัมคูณด้วยองศาเซลเซียส: J / (kg ° C)

หากความจุความร้อนจำเพาะของสารคือ 390 J / (kg ° C) หมายความว่าหากสารนี้ 1 กิโลกรัมได้รับความร้อน 1 ° C สารนั้นจะดูดซับความร้อน 390 J หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง เพื่อให้ความร้อน 1 กิโลกรัมของสารนี้ 1 °C จะต้องถ่ายเทความร้อน 390 J เข้าไป หรือถ้าสารนี้ 1 กิโลกรัมเย็นลง 1 ° C ก็จะให้ความร้อน 390 J

อย่างไรก็ตามหากไม่ใช่ 1 แต่ 2 กิโลกรัมของสารถูกให้ความร้อนที่ 1 ° C จะต้องถ่ายเทความร้อนมากเป็นสองเท่า ดังนั้นสำหรับตัวอย่างข้างต้นจะมีค่าเป็น 780 J เช่นเดียวกันหากสาร 1 กิโลกรัมได้รับความร้อน 2 ° C

ความจุความร้อนจำเพาะของสารไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเริ่มต้น ตัวอย่างเช่น ถ้าน้ำของเหลวมีความจุความร้อนจำเพาะ 4200 J / (กก. ° C) การให้ความร้อนแก่น้ำ 20 องศาหรือ 90 องศาที่ 1 ° C จะต้องใช้ความร้อน 4200 J เท่ากันต่อ 1 กิโลกรัม .

แต่น้ำแข็งมีความจุความร้อนจำเพาะแตกต่างจากน้ำที่เป็นของเหลว ซึ่งน้อยกว่าเกือบสองเท่า อย่างไรก็ตาม ในการทำให้ร้อนขึ้น 1 °C จะต้องใช้เวลานาน หมายเลขเดียวกันความร้อนต่อ 1 กก. โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิเริ่มต้น

ความจุความร้อนจำเพาะไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของร่างกายซึ่งทำจากสารที่กำหนด เหล็กเส้นและเหล็กแผ่นที่มีมวลเท่ากันจะต้องใช้ความร้อนในปริมาณเท่ากันเพื่อให้ความร้อนเท่ากันในองศาที่เท่ากัน อีกสิ่งหนึ่งคือในกรณีนี้เราควรละเลยการแลกเปลี่ยนความร้อนด้วย สิ่งแวดล้อม. แผ่นกระดาษมีพื้นผิวที่ใหญ่กว่าแถบ ซึ่งหมายความว่าแผ่นให้ความร้อนมากกว่า และทำให้เย็นเร็วขึ้น แต่ใน เงื่อนไขในอุดมคติ(เมื่อสูญเสียความร้อนสามารถละเลยได้) รูปร่างของร่างกายไม่สำคัญ ดังนั้นพวกเขาจึงกล่าวว่าความร้อนจำเพาะเป็นลักษณะของสสาร แต่ไม่ใช่ของร่างกาย

ดังนั้น ความจุความร้อนจำเพาะของสารต่างๆ จึงแตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าหากได้รับ สารต่างๆมีมวลเท่ากันและมีอุณหภูมิเท่ากัน ดังนั้นเพื่อให้ความร้อนแก่วัตถุเหล่านั้นในอุณหภูมิที่ต่างกัน พวกเขาจำเป็นต้องถ่ายเทความร้อนในปริมาณที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น ทองแดงหนึ่งกิโลกรัมจะต้องใช้ความร้อนน้อยกว่าน้ำประมาณ 10 เท่า นั่นคือความจุความร้อนจำเพาะของทองแดงน้อยกว่าน้ำประมาณ 10 เท่า เราสามารถพูดได้ว่า "ความร้อนน้อยลงในทองแดง"

ปริมาณความร้อนที่ต้องถ่ายโอนไปยังร่างกายเพื่อให้ความร้อนจากอุณหภูมิหนึ่งไปยังอีกอุณหภูมิหนึ่งพบได้จากสูตรต่อไปนี้:

Q \u003d cm (t ถึง - t n)

โดยที่ t ถึง และ t n คืออุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้น m คือมวลของสาร c คือความร้อนจำเพาะ ความจุความร้อนจำเพาะมักจะนำมาจากตาราง จากสูตรนี้สามารถแสดงความจุความร้อนจำเพาะได้

ความจุความร้อนจำเพาะคือพลังงานที่ต้องใช้ในการทำให้สารบริสุทธิ์ 1 กรัมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1° ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ องค์ประกอบทางเคมีและสถานะของการรวมตัว: ก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง หลังจากการค้นพบของเขา การพัฒนาอุณหพลศาสตร์รอบใหม่ก็เริ่มขึ้น วิทยาศาสตร์ของกระบวนการเปลี่ยนผ่านพลังงานที่เกี่ยวข้องกับความร้อนและการทำงานของระบบ

โดยปกติ, ความจุความร้อนจำเพาะและพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ถูกนำมาใช้ในการผลิตหม้อน้ำและระบบที่ออกแบบมาสำหรับการระบายความร้อนของยานพาหนะ เช่นเดียวกับในด้านเคมี วิศวกรรมนิวเคลียร์ และอากาศพลศาสตร์ หากคุณต้องการทราบวิธีคำนวณความจุความร้อนจำเพาะ โปรดดูบทความที่เสนอ

ก่อนดำเนินการคำนวณพารามิเตอร์โดยตรงคุณควรทำความคุ้นเคยกับสูตรและส่วนประกอบ

สูตรการคำนวณความจุความร้อนจำเพาะมีดังนี้:

• с = Q/(m*∆T)

ความรู้เกี่ยวกับปริมาณและการกำหนดสัญลักษณ์ที่ใช้ในการคำนวณมีความสำคัญอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม ไม่เพียงแต่จำเป็นต้องรู้รูปลักษณ์ภายนอกเท่านั้น แต่ยังต้องเข้าใจความหมายของแต่ละภาพอย่างชัดเจนด้วย การคำนวณความจุความร้อนจำเพาะของสารแสดงโดยส่วนประกอบต่อไปนี้:

ΔT เป็นสัญลักษณ์แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของอุณหภูมิของสสาร สัญลักษณ์ "Δ" ออกเสียงเหมือนเดลต้า

ΔT = t2–t1 โดยที่

• t1 คืออุณหภูมิหลัก
• t2 คืออุณหภูมิสุดท้ายหลังการเปลี่ยนแปลง

m คือมวลของสารที่ใช้ในการให้ความร้อน (g)

Q - ปริมาณความร้อน (J / J)

ขึ้นอยู่กับ CR สามารถรับสมการอื่น ๆ ได้:

• Q \u003d m * cp * ΔT - ปริมาณความร้อน
• m = Q/cr * (t2 - t1) - มวลของสาร
• t1 = t2–(Q/цp*m) – อุณหภูมิปฐมภูมิ;
• t2 = t1+(Q/цp*m) – อุณหภูมิสุดท้าย

คำแนะนำในการคำนวณพารามิเตอร์

1. เอามา สูตรการคำนวณ: ความจุความร้อน = Q/(m*∆T)
2. เขียนข้อมูลเดิม
3. เสียบลงในสูตร
4. ทำการคำนวณและรับผลลัพธ์

ตัวอย่างเช่น ลองคำนวณสารที่ไม่รู้จักซึ่งมีน้ำหนัก 480 กรัมและมีอุณหภูมิ 15ºC ซึ่งเป็นผลมาจากการให้ความร้อน (จ่าย 35,000 J) เพิ่มขึ้นเป็น 250º

ตามคำแนะนำด้านบน เราดำเนินการต่อไปนี้:

เราเขียนข้อมูลเริ่มต้น:

• Q = 35,000 J;
• ม. = 480 ก.;
• ΔT = t2–t1 = 250–15 = 235 ºC

เราใช้สูตรแทนค่าและแก้:

с=Q/(m*∆T)=35,000 J/(480 g*235º)=35,000 J/(112800 g*º)=0.31 J/g*º

การคำนวณ

มาทำการคำนวณกัน ซี พีน้ำและกระป๋องภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้:

• ม. = 500 กรัม;
• t1 =24ºC และ t2 = 80ºC - สำหรับน้ำ
• t1 =20ºC และ t2 =180ºC - สำหรับดีบุก
• Q = 28,000 เจ

ขั้นแรก เรากำหนด ΔT สำหรับน้ำและดีบุกตามลำดับ:

• ΔTv = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
• ΔTо = t2–t1 = 180–20 =160ºC

จากนั้นเราจะพบความจุความร้อนจำเพาะ:

1. c \u003d Q / (m * ΔTv) \u003d 28,000 J / (500 g * 56ºC) \u003d 28,000 J / (28,000 g * ºC) \u003d 1 J / g * ºC
2. с=Q/(m*ΔТо)=28,000 J/(500 g*160ºC)=28,000 J/(80,000 g*ºC)=0.35 J/g*ºC

ดังนั้น ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 1 J/g*ºC และของดีบุกคือ 0.35 J/g*ºC จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าด้วยค่าความร้อนอินพุตที่เท่ากันคือ 28,000 J ดีบุกจะร้อนเร็วกว่าน้ำเนื่องจากความจุความร้อนน้อยกว่า

ความจุความร้อนไม่เพียงถูกครอบครองโดยก๊าซ ของเหลว และของแข็งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอาหารด้วย

วิธีคำนวณความจุความร้อนของอาหาร

เมื่อคำนวณความจุไฟฟ้า สมการจะอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้:

c=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a) โดยที่:

• w คือปริมาณน้ำในผลิตภัณฑ์
• p คือปริมาณโปรตีนในผลิตภัณฑ์
• f คือเปอร์เซ็นต์ของไขมัน
• c คือเปอร์เซ็นต์ของคาร์โบไฮเดรต
• a คือเปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบอนินทรีย์

ตรวจสอบความจุความร้อนของครีมชีสวิโอลาแปรรูป. สำหรับสิ่งนี้เราเขียนออกมา ค่าที่ต้องการจากส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ (น้ำหนัก 140 กรัม):

• น้ำ - 35 กรัม
• โปรตีน - 12.9 กรัม
• ไขมัน - 25.8 กรัม
• คาร์โบไฮเดรต - 6.96 กรัม
• ส่วนประกอบอนินทรีย์ - 21 ก.

จากนั้นเราจะพบกับ:

• c=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a)=(4.180*35)+(1.711*12.9)+(1.928*25 .8 ) + (1.547*6.96)+(0.908*21)=146.3+22.1+49.7+10.8+19.1=248 กิโลจูล/กก.*ºC

โปรดจำไว้เสมอว่า:

• กระบวนการให้ความร้อนแก่โลหะนั้นเร็วกว่าน้ำเนื่องจากมี ซี พีน้อยกว่า 2.5 เท่า
• ถ้าเป็นไปได้ ให้เปลี่ยนผลลัพธ์ที่ได้รับเป็นมากกว่านั้น ลำดับสูงถ้าเงื่อนไขอนุญาต;
• ในการตรวจสอบผลลัพธ์คุณสามารถใช้อินเทอร์เน็ตและค้นหาเนื้อหาที่คำนวณได้
• ด้วยความเท่าเทียม เงื่อนไขการทดลองจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สำคัญมากขึ้นในวัสดุที่มีความจุความร้อนจำเพาะต่ำ