Căldura specifică

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 13 ianuarie 2022; verificările necesită 5 modificări .

Capacitatea termică specifică  este raportul dintre capacitatea termică și masa , capacitatea termică a unei unități de masă a unei substanțe (diferită pentru diferite substanțe); o mărime fizică egală numeric cu cantitatea de căldură care trebuie transferată unei unități de masă a unei substanțe date pentru ca temperatura acesteia să se modifice cu unu. [1] .

În Sistemul Internațional de Unități (SI), căldura specifică este măsurată în jouli pe kilogram pe kelvin , J / (kg K) [2] . Uneori sunt folosite și unități nesistemice: calorie / (kg ° C), etc.

Capacitatea termică specifică este de obicei indicată cu literele c sau C , adesea cu indice.

Valoarea căldurii specifice este afectată de temperatura substanței și de alți parametri termodinamici. De exemplu, măsurarea capacității termice specifice a apei va da rezultate diferite la 20°C și 60°C. În plus, capacitatea termică specifică depinde de modul în care parametrii termodinamici ai substanței (presiunea, volumul etc.) sunt lăsați să se modifice; de exemplu, căldura specifică la presiune constantă ( C P ) și la volum constant ( C V ) sunt în general diferite.

Formula de calcul a capacității termice specifice:

Unde

c  - capacitatea termică specifică (din lat. capacitate - capacitate, capacitate), Q  este cantitatea de căldură primită de substanță în timpul încălzirii (sau eliberată în timpul răcirii), m  este masa substanței încălzite (răcite), Δ T  este diferența dintre temperaturile finale și inițiale ale substanței.

Capacitatea termică specifică depinde de temperatură, deci următoarea formulă cu mici (formal infinitezimal) și este mai corectă :

Valorile capacității termice specifice a unor substanțe

Sunt date valorile căldurii specifice la presiune constantă ( C p ).

Valori termice specifice standard
Substanţă
Stare agregată
Capacitate termică specifică ,
kJ/(kg K)
Hidrogen gaz 14.304 [3]
Amoniac gaz 4.359-5.475
Heliu gaz 5.193 [3]
Apă (300 K, 27 °C) lichid 4.1806 [4]
Litiu solid 3.582 [3]
etanol lichid 2.438 [5]
Gheață (273 K, 0 °C) solid 2.11 [6]
Vapori de apă (373 K, 100 °C) gaz 2,0784 [4]
Uleiuri de petrol lichid 1.670-2.010
Beriliu solid 1.825 [3]
Azot gaz 1.040 [3]
Aer (umiditate 100%) gaz 1.030
Aer (uscat, 300K, 27°C) gaz 1.007 [7]
Oxigen (O 2 ) gaz 0,918 [3]
Aluminiu solid 0,897 [3]
Grafit solid 0,709 [3]
Sticlă de cuarț solid 0,703
Fontă solid 0,554 [8]
Diamant solid 0,502
Oţel solid 0,468 [8]
Fier solid 0,449 [3]
Cupru solid 0,385 [3]
Alamă solid 0,920 [8] 0,377 [9]
Molibden solid 0,251 [3]
tablă (albă) solid 0,227 [3]
Mercur lichid 0,140 [3]
Tungsten solid 0,132 [3]
Conduce solid 0,130 [3]
Aur solid 0,129 [3]
Valorile sunt date în condiții standard ( T = +25 °C , P = 100 kPa ) dacă nu se specifică altfel.
Valori termice specifice pentru unele materiale de construcție
Substanţă
Capacitate termică specifică
kJ/(kg K)
Lemn 1.700
Gips 1.090
Asfalt 0,920
piatră de săpun 0,980
Beton 0,880
Marmură , mica 0,880
Geam de geam 0,840
Roșu ceramică cărămidă 0,840–0,880 [10]
caramida de silicat 0,750–0,840 [10]
Nisip 0,835
Pamantul 0,800
Granit 0,790
Sticlă de coroană 0,670
silex de sticla 0,503
Oţel 0,470

Vezi și

Note

  1. ↑ Pentru o probă eterogenă (din punct de vedere al compoziției chimice), căldura specifică este o caracteristică diferențială care variază de la un punct la altul. În principiu, depinde și de temperatură (deși în multe cazuri se modifică destul de slab cu schimbări suficient de mari de temperatură), în timp ce, strict vorbind, este definită - în funcție de capacitatea termică - ca mărime diferențială și de-a lungul axei temperaturii, adică strict vorbind, ar trebui să se ia în considerare modificarea temperaturii în definiția capacității termice specifice nu cu un grad (mai ales nu cu o unitate mai mare de temperatură), ci cu una mică cu cantitatea corespunzătoare de căldură transferată . (Vezi textul principal de mai jos.)
  2. ↑ Kelvini (K) aici pot fi înlocuiți cu grade Celsius (°C), deoarece aceste scale de temperatură (absolută și scară Celsius) diferă între ele doar în punctul de plecare, dar nu și în valoarea unității de măsură.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — ediția a 90-a. — CRC Press; Taylor și Francis, 2009. - P. 4-135. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  4. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lead (Ed.). — ediția a 90-a. — CRC Press; Taylor și Francis, 2009. - P. 6-2. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  5. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — ediția a 90-a. — CRC Press; Taylor și Francis, 2009. - P. 15-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  6. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — ediția a 90-a. — CRC Press; Taylor și Francis, 2009. - P. 6-12. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  7. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / DR Lide (Ed.). — ediția a 90-a. — CRC Press; Taylor și Francis, 2009. - P. 6-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  8. ↑ 1 2 3 Paul Evans. Capacitatea termică specifică a  materialelor . The Engineering Mindset (16 octombrie 2016). Preluat la 14 iulie 2019. Arhivat din original la 14 iulie 2019.
  9. ↑ Spezifische_Wärmekapazität . www.chemie.de _ Preluat la 29 iunie 2021. Arhivat din original la 29 iunie 2021.
  10. ↑ 1 2 Densitatea cărămizii și căldura specifică: Tabelul de valori Arhivat 22 martie 2019 la Wayback Machine .

Literatură