Русская Википедия:Удельная теплоёмкость

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Thermally Agitated Molecule.gif
Молекулы имеют внутреннюю структуру, образованную атомами, которые могут совершать колебания внутри молекул. Кинетическая энергия, запасённая в этих колебаниях, отвечает не только за температуру вещества, но и за его теплоёмкость

Уде́льная теплоёмкость — это отношение теплоёмкости к массе, теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ); физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу[1].

В Международной системе единиц (СИ) удельная теплоёмкость измеряется в джоулях на килограмм на кельвин, Дж/(кг·К)[2]. Иногда используются и внесистемные единицы: калория/(кг·°C) и т. д.

Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами Шаблон:Mvar или Шаблон:Mvar, часто с индексами.

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C. Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении (Шаблон:Math) и при постоянном объёме (Шаблон:Math), вообще говоря, различны.

Формула расчёта удельной теплоёмкости:

<math>c = \frac{Q}{ m\Delta T},</math>

где

Шаблон:Mvar — удельная теплоёмкость(от лат. capacite - емкость, вместимость),
Шаблон:Mvar — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),
Шаблон:Mvar — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,
Шаблон:Math — разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоёмкость зависит от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) <math>\delta T</math> и <math>\delta Q</math>:

<math>c(T) = \frac{1}{m} \frac{\delta Q}{\delta T}.</math>

Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ

Приведены значения удельной теплоёмкости при постоянном давлении (Шаблон:Math).

Стандартные значения удельной теплоёмкости
Вещество Агрегатное
состояние
Удельная
теплоёмкость,
кДж/(кг·K)
Водород газ 14,304[3]
Аммиак газ 4,359—5,475
Гелий газ 5,193[3]
Вода (300 К, 27 °C) жидкость 4,1806[4]
Литий твёрдое тело 3,582[3]
Этанол жидкость 2,438[5]
Лёд (273 К, 0 °C) твёрдое тело 2,11[6]
Водяной пар (373 К, 100 °C) газ 2,0784[4]
Нефтяные масла жидкость 1,670—2,010
Бериллий твёрдое тело 1,825[3]
Азот газ 1,040[3]
Воздух (100 % влажность) газ 1,030
Воздух (сухой, 300 К, 27 °C) газ 1,007[7]
Кислород (O2) газ 0,918[3]
Алюминий твёрдое тело 0,897[3]
Графит твёрдое тело 0,709[3]
Стекло кварцевое твёрдое тело 0,703
Чугун твёрдое тело 0,554[8]
Алмаз твёрдое тело 0,502
Сталь твёрдое тело 0,468[8]
Железо твёрдое тело 0,449[3]
Медь твёрдое тело 0,385[3]
Латунь твёрдое тело 0,920[8]0,377[9]
Молибден твёрдое тело 0,251[3]
Олово (белое) твёрдое тело 0,227[3]
Ртуть жидкость 0,140[3]
Вольфрам твёрдое тело 0,132[3]
Свинец твёрдое тело 0,130[3]
Золото твёрдое тело 0,129[3]
Значения приведены для стандартных условий (Шаблон:Mvar = +25 °C, Шаблон:Mvar = 100 кПа),
если это не оговорено особо.
Значения удельной теплоёмкости для некоторых строительных материалов
Вещество Удельная
теплоёмкость
кДж/(кг·K)
Древесина 1,700
Гипс 1,090
Асфальт 0,920
Талькохлорит 0,980
Бетон 0,880
Мрамор, слюда 0,880
Стекло оконное 0,840
Кирпич керамический красный 0,840—0,880[10]
Кирпич силикатный 0,750—0,840[10]
Песок 0,835
Почва 0,800
Гранит 0,790
Стекло кронглас 0,670
Стекло флинт 0,503
Сталь 0,470

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

  • Таблицы физических величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М., 1976.
  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.
  • Шаблон:Статья

Шаблон:Перевести

  1. Для неоднородного (по химическому составу) образца удельная теплоемкость является дифференциальной характеристикой <math>c = \frac{dC}{dm} = \frac{1}{\rho}\frac{dC}{dV}</math>, меняющейся от точки к точке. Зависит она в принципе и от температуры (хотя во многих случаях изменяется достаточно слабо при достаточно больших изменениях температуры), при этом строго говоря определяется — вслед за теплоёмкостью — как дифференциальная величина и по температурной оси, то есть строго говоря следует рассматривать изменение температуры в определении удельной теплоёмкости не на один градус (тем более не на какую-то более крупную единицу температуры), а на малое <math>\delta T</math> с соответствующим количеством переданной теплоты <math>\delta Q</math>. (См. далее основной текст.)
  2. Кельвины (К) здесь можно заменять на градусы Цельсия (°C), поскольку эти температурные шкалы (абсолютная и шкала Цельсия) отличаются друг от друга лишь начальной точкой, но не величиной единицы измерения.
  3. 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 3,15 Шаблон:CRC90
  4. 4,0 4,1 Шаблон:CRC90
  5. Шаблон:CRC90
  6. Шаблон:CRC90
  7. Шаблон:CRC90
  8. 8,0 8,1 8,2 Шаблон:Cite web
  9. Шаблон:Cite web
  10. 10,0 10,1 Плотность и удельная теплоемкость кирпича: таблица значений Шаблон:Wayback.