Specifieke hitte
- 4954
- 817
- Lonnie Rohan
Wat is de specifieke warmte?
Hij specifieke hitte Het is de hoeveelheid energie die een gram van een bepaalde stof moet absorberen om zijn temperatuur een Celsius -graad te verhogen.
Het is een intensieve fysieke eigenschap, omdat het niet afhankelijk is van het deeg, omdat het alleen wordt uitgedrukt voor een gram substantie; Het is echter gerelateerd aan het aantal deeltjes en de molaire massa ervan, evenals de intermoleculaire krachten die hen verenigen.
De hoeveelheid energie die door de stof is geabsorbeerd, wordt uitgedrukt in Joule (J) eenheden, en minder vaak, in calorieën (kalk). Over het algemeen wordt aangenomen dat energie wordt geabsorbeerd door warmte; Energie kan echter afkomstig zijn van een andere bron, als een werk aan de stof (bijvoorbeeld rigoureuze agitatie).
Specifieke warmteformule
De specifieke warmteformule is:
Ce = q/Δt · m
Waar wat wordt geabsorbeerd, Δt de temperatuurverandering en m is de massa van de stof; dat volgens de definitie overeenkomt met een gram. Een analyse maken van uw eenheden die u hebt:
CE = J/ºC · g
Die ook op de volgende manieren kan worden uitgedrukt:
Ce = kj/k · g
CE = J/ºC · kg
De eerste is de eenvoudigste, en het is waarmee de voorbeelden in de volgende secties worden aangepakt.
De formule geeft expliciet de hoeveelheid geabsorbeerde energie (J) aan door een gram substantie in een graad ºC. Als deze hoeveelheid energie zou willen wissen, zou het nodig zijn om de E -vergelijking opzij te laten:
J = CE · ºC · g
Dat zou op een geschiktere manier uitgedrukt zijn en volgens de variabelen zou zijn:
Q = ce · Δt · m
Hoe wordt de specifieke warmte berekend??
Water als referentie
In de vorige formule vertegenwoordigt 'M' geen gram van substantie, omdat het al impliciet in CE is. Deze formule is erg handig om de specifieke warmte van verschillende stoffen te berekenen via calorimetrie.
Als? Met behulp van de definitie van calorieën, wat de hoeveelheid energie is die nodig is om een gram water te verwarmen van 14,5 tot 15,5 ° C; Dit is gelijk aan 4.184 J.
De specifieke warmte van het water is abnormaal hoog en deze eigenschap wordt gebruikt om de specifieke warmte van andere stoffen te meten, wetende de waarde van 4.184 J.
Kan u van dienst zijn: ijzerhydroxide (iii): structuur, eigenschappen en gebruikWat betekent het dat specifieke warmte hoog is? Dat verzet zich tegen een aanzienlijke weerstand om de temperatuur te verhogen, dus het moet meer energie absorberen; dat wil zeggen, water moet veel langer opwarmen in vergelijking met andere stoffen, die in de buurt van een warmtebron bijna in de handeling worden verwarmd.
Om deze reden wordt water gebruikt in calorimetrische metingen, omdat het geen plotselinge temperatuurveranderingen ervaart door energie te absorberen die is losgemaakt van chemische reacties; Of, in dit geval, van contact met een ander heter materiaal.
Thermisch evenwicht
Omdat water zeer warmte moet absorberen om de temperatuur te verhogen, kan warmte afkomstig zijn van hete metaal, bijvoorbeeld. Rekening houdend met de massa's water en metaal, zal een warmte -uitwisseling tussen hen optreden totdat wat thermisch evenwicht wordt genoemd, is bereikt.
Wanneer dit gebeurt, worden water- en metaaltemperaturen gelijkgesteld. De warmte losgemaakt door heet metaal is gelijk aan die opgenomen door water.
Wiskundige ontwikkeling
Dit wetende, en met de laatste formule voor zojuist beschreven, heb je:
QWater= -QMetaal
Het negatieve teken geeft aan dat warmte wordt afgegeven van het heetste lichaam naar het koudste lichaam (water). Elke stof heeft zijn eigen specifieke warmte CE en zijn massa, dus deze uitdrukking moet als volgt worden ontwikkeld:
QWater = CEWater · ΔtWater · MWater = -(CEMetaal · ΔtMetaal · MMetaal))
Het onbekende is CEMetaal, Omdat in thermisch evenwicht de eindtemperatuur voor zowel water als metaal hetzelfde is; Bovendien zijn de eerste temperaturen van water en metaal bekend voordat ze contact opnemen, net als hun massa. Daarom moet u CE vrijmakenMetaal:
ECMetaal = (CEWater · ΔtWater · MWater)/ (-AtMetaal · MMetaal))
Zonder te vergeten wat CEWater is 4.184 J/ºC · g. Als ze AT ontwikkelenWater en ΔtMetaal, Het zal zijn (tF - TWater) en (tF - TMetaal), respectievelijk. Water wordt verwarmd, terwijl het metaal afkoelt, en daarom vermenigvuldigt het negatieve teken zich met ATMetaal Verblijven (TMetaal - TF)). Anders, ΔtMetaal zou een negatieve waarde hebben om T te zijnF minderjarig (kouder) dan tMetaal.
Kan u van dienst zijn: Massa: concept, eigenschappen, voorbeelden, berekeningDe vergelijking wordt dan eindelijk op deze manier uitgedrukt:
ECMetaal = CEWater · (TF - TWater) · MWater/ (TMetaal - TF) · MMetaal
En daarmee worden de specifieke hittes berekend.
Voorbeeld van berekening
Je hebt een bol van een vreemd metaal dat 130 g weegt, en met een temperatuur van 90 ° C. Dit is ondergedompeld in een watercontainer van 100 g tot 25 ° C, in een calorimeter. Wanneer de thermische balans wordt bereikt, wordt de temperatuur van de container 40 ° C. Bereken de metalen CE.
De laatste temperatuur, tF, Het is 40ºC. Als u de andere gegevens kent, kunt u CE vervolgens direct bepalen:
ECMetaal = (4.184 J/ ºC · G · (40 - 25) ºC · 100 g)/ (90 - 40) ºC · 130G
ECMetaal = 0.965 J/ºC · g
Merk op dat de specifieke waterwarmte ongeveer vier keer het metaal is (4.184/0.965).
Wanneer CE erg klein is, hoe groter zijn neiging om op te warmen; die gerelateerd is aan de thermische geleidbaarheid en verspreiding. Een metaal met een grotere CE zal de neiging hebben om meer warmte af te geven of te verliezen, wanneer het in contact komt met ander materiaal, vergeleken met een ander metaal met minder CE.
Specifieke warmtevoorbeelden
Specifieke warmte voor verschillende stoffen worden hieronder weergegeven.
Water
De specifieke waterwarmte is, zoals gezegd, 4.184 J/ºC · G is.
Dankzij deze waarde kun je veel zon in de oceaan maken en het water zal nauwelijks in een merkbare mate verdampen. Dit resulteert in een thermisch verschil dat geen invloed heeft op het leven op zee. Als je bijvoorbeeld naar het strand gaat om te zwemmen, hoewel het buiten veel zon maakt, in het water voel je een lagere, koelere temperatuur.
Heet water moet ook veel energie vrijgeven om te koelen. Verwarm in het proces de massa circulerende lucht, waardoor de temperaturen (gematigd) in de kustgebieden tijdens de winters worden verhoogd,.
Een ander interessant voorbeeld is dat als we niet door water zouden worden gevormd, op een dag in de zon dodelijk zou kunnen zijn, omdat de temperaturen van ons lichaam snel zouden stijgen.
Kan u van dienst zijn: kopersulfide: structuur, eigenschappen, gebruikDeze unieke EC -waarde is te wijten aan intermoleculaire waterstofbruggen. Deze absorberen warmte om te breken, zodat ze energie opslaan. Totdat ze breken, zullen watermoleculen niet kunnen trillen om de gemiddelde kinetische energie te verhogen, wat wordt weerspiegeld in een temperatuurstijging.
Ijs
De specifieke warmtewarmte is 2.090 J/ºC · g. Net als water heeft het ongewoon hoge waarde. Dit betekent dat een ijsberg bijvoorbeeld een enorme hoeveelheid warmte zou moeten absorberen om de temperatuur te verhogen. Sommige ijsbergen van vandaag hebben echter zelfs de warmte opgenomen die nodig is om te smelten (latente warmtewarmte).
Aluminium
De specifieke aluminiumwarmte is 0,900 J/ºC · g. Het is iets lager dan het metaal van de bol (0,965 J/ºC · g). Hier wordt de warmte geabsorbeerd om de metaalatomen van aluminium in zijn kristallijne structuren te trillen, en geen individuele moleculen gekoppeld door intermoleculaire krachten.
Ijzer
De specifieke warmtewarmte is 0,444 J/ºC · g. Omdat het minder is dan dat van aluminium, betekent dit dat het zich minder weerstand tegen verwarming verzet; Dat wil zeggen, vóór een vuur zal een stuk ijzer rood leven lang voor een aluminium stuk.
Aluminium door meer te verzetten tegen verwarming, houdt het warm voedsel langer wanneer de beroemde aluminiumfolie wordt gebruikt om de snacks te wikkelen.
Lucht
De specifieke warmte van de lucht is 1.003 J/ºC · g. Deze waarde is erg onderhevig aan druk en temperaturen om uit een gasvormig mengsel te bestaan. Hier wordt de warmte geabsorbeerd om stikstof, zuurstof, koolstofdioxide, argon, enz. Te vibreren.
Zilver
Ten slotte is de specifieke warmte voor zilver 0,234 J/ºC · g. Van alle bovengenoemde stoffen presenteert het de laagste waarde van CE. Dit betekent dat vóór ijzer en aluminium een stuk zilver veel meer zou verwarmen tegelijkertijd met de andere twee metalen. In feite harmoniseert het met zijn hoge thermische geleidbaarheid.
Referenties
- Specifieke warmtecapaciteit in de chemie. Hersteld van: Thoughtco.com
- Specifieke hitte. Hersteld van: ScienceWorld.Wolfraam.com