Tara-s.ru

Тара и Упаковка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Удельная теплоемкость вещества

Удельная теплоемкость вещества

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

  • Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Последние опубликованные вопросы

  • Алгебра
  • Английский язык
  • Беларуская мова
  • Беларуская мова
  • Биология
  • География
  • Геометрия
  • Другие предметы
  • Другое
  • Информатика
  • История
  • Қазақ тiлi
  • Литература
  • Математика
  • Обществознание
  • Право
  • Русский язык
  • Українська література
  • Українська мова
  • Физика
  • Химия
  • Экономика

Индивидуальные работы по различным предметам

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

Читайте так же:
Как снять облицовочный кирпич

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

Инструкция по расчёту параметра

Рассчитать с вещества достаточно просто и чтобы это сделать нужно, выполнить следующие шаги:

  1. Взять расчётную формулу: Теплоемкость = Q/(m*∆T)
  2. Выписать исходные данные.
  3. Подставить их в формулу.
  4. Провести расчёт и получим результат.

В качестве примера произведём расчёт неизвестного вещества массой 480 грамм обладающего температурой 15ºC, которая в результате нагрева (подвода 35 тыс. Дж) увеличилась до 250º.

Согласно инструкции приведённой выше производим следующие действия:

Выписываем исходные данные:

  • Q = 35 тыс. Дж;
  • m = 480 г;
  • ΔT = t2–t1 =250–15 = 235 ºC.

Берём формулу, подставляем значения и решаем:

с=Q/(m*∆T)=35тыс.Дж/(480 г*235º)=35тыс.Дж/(112800 г*º)=0,31 Дж/г*º.

Теплоёмкость твёрдого тела

8 класс

Цель работы

Определить удельную теплоёмкость металлического цилиндра.

Приборы и материалы

Стакан с водой, калориметр, термометр, весы, гири, металлический цилиндр на нити, сосуд с горячей водой.

Указания к работе

1. Налейте в калориметр воду массой 100 — 150 г комнатной температуры. Измерьте температуру воды.

2. Нагрейте цилиндр в сосуде с горячей водой. Измерьте её температуру (эта температура и будет начальной температурой цилиндра). Затем опустите его в калориметр с водой.

3. Измерьте температуру воды в калориметре после опускания цилиндра.

4. С помощью весов определите массу металлического цилиндра, предварительно обсушив его.

5. Все данные измерений запишите в таблицу.

а) количество теплоты Q1, которое получила вода при нагревании:

Q1 = c1m1(t — t1),

c1 — удельная теплоёмкость воды;

б) количество теплоты Q2, отданное металлическим цилиндром при охлаждении:

Q2 = c2m2(t2 — t),

c2 — удельная теплоёмкость вещества цилиндра, значение которой надо определить.

Зная, что количество теплоты, полученное водой при нагревании, равно количеству теплоты, отданному цилиндром при охлаждении, можно записать:

Q1 = Q2 = c1m1(t — t1) = c2m2(t2 — t).

В полученном уравнении неизвестной величиной является удельная теплоемкость c2; . Подставив в уравнение значения величин, измеренных на опыте, вычислите c2 — удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлен цилиндр. Сравните её с табличным значением.

Читайте так же:
Кирпич огнеупорный шамотный состав

Что можно сказать о вычислении теплоемкости?

Вычислить теплоемкость – это задача не из самых простых, особенно если применять исключительно термодинамические методы, точнее это невозможно сделать. Потому физики используют методы статистической физики или же знания микроструктуры продукции. Как произвести вычисления для газа? Теплоемкость газа рассчитывается из вычисления средней энергии теплового движения отдельно взятых молекул в веществе. Движения молекул могут быть поступательного и вращательного типа, а внутри молекулы может быть целый атом или колебание атомов. Классическая статистика говорит, что на каждую степень свободы вращательных и поступательных движений приходится в мольной теплоемкости газа величина, что равняется R/2, а на каждую колебательную степень свободы значение равняется R. Это правило еще именуют законом равнораспределения.

При этом частичка одноатомного газа отличается всего тремя поступательными степенями свободы, а потому его теплоемкость должна приравниваться к 3R/2, что отлично согласуется с опытом. Каждая молекула двухатомного газа отличается тремя поступательными, двумя вращательными и одной колебательной степенями свободы, а значит, закон равнораспределения будет равняться 7R/2, а опыт показал, что теплоемкость моля двухатомного газа при обычной температуре составляет 5R/2. Почему оказалось такое расхождение теории? Все связано с тем, что при установлении теплоемкости потребуется учитывать разные квантовые эффекты, другими словами, пользоваться квантовой статистикой. Как видите, теплоемкость – это довольно-таки сложное понятие.

Квантовая механика говорит, что любая система частичек, что совершают колебания или же вращения, в том числе и молекула газа, может иметь определенные дискретные значения энергии. Если же энергия теплового движения в установленной системе недостаточна для возбуждения колебаний необходимой частоты, то данные колебания не вносят вклада в теплоемкость системы.

В твердых телах тепловое движение атомов являет собой слабые колебания поблизости определенных положений равновесия, это касается узлов кристаллической решетки. Атом обладает тремя колебательными степенями свободы и по закону мольная теплоемкость твердого тела приравнивается к 3nR, где n– количество имеющихся атомов в молекуле. На практике это значение является пределом, к которому стремится теплоемкость тела при высоких температурных показателях. Значение достигается при обычных температурных изменениях у многих элементов, это касается металлов, а также простых соединений. Также определяется теплоемкость свинца и других веществ.

Читайте так же:
Кирпич без обжига состав

Методы расчета процента жира

Многие хотят по максимуму избавиться от жировой прослойки. Но на самом деле она выполняет много важных функций, и совсем без жира организму нельзя. У женщин при недостатке жировой массы нарушается менструальный цикл и работа репродуктивной системы. Еще жир регулирует энергетический баланс, выполняет защитную и теплоизолирующую функции.

Для женского организма нормальным считается 15-31% жира, а для мужского — 14-25%. Методы определения количества жировой массы в организме:

  • Специальные напольные весы-анализаторы с измерением процента жира. Простой, но не слишком точный метод. Для определения процента достаточно встать на весы и посмотреть отображаемые значения.

  • Калипер. Специальное приспособление, позволяющее замерить толщину жировой складки. Значение сравнивают со специальной таблицей, по которой и определяют процент жира. Измерение складки производят в 10 см справа от пупка, примерно в 3-4 см от бедренной кости. Складку нужно защепить и измерить калипером.

  • Гидростатическое взвешивание. Наиболее точный, но сложный в исполнении метод, поскольку необходимо обращаться в специализированное учреждение. Измерение производится с помощью ванны, куда погружается человек. Затем по объему вытесненной жидкости определяют процент жира.

Существует еще один простой способ измерить процент жира — сравнить себя с фотографией, где изображено тело с разным объемом жировой прослойки.

Достаточно на фото найти ту картинку, которая больше всего напоминает очертания вашей фигуры. Метод не слишком точный, но позволяет определить, как тело выглядит со стороны.

Не пропусти интересные новости и события в телеграм-канале: https://tlgg.ru/fitbarnews

Физико-химические свойства воды

То, какими свойствами обладает чистая вода, во многих случаях зависит от водородных связей внутри ее молекул. При сравнении этих свойств со свойствами атомов или не связанных с водородом молекулярных жидкостей с аналогичными размерами молекул некоторые особенности воды заслуживают внимания:

  • Точка плавления льда исключительно высока среди гидридов шестой основной группы.
  • Во время таяния льда при атмосферном давлении объем вещества уменьшается на 8,2%. Это аномальное сокращение объема, ведь большинство веществ расширяется во время плавления. Снижению температуры замерзания способствует увеличение давления.
  • Зависимость молярного объема жидкой воды от давления и температуры показывает крайности. Плотность жидкой воды имеет максимум при 3,98 ° С.
  • Коэффициент теплового расширения α жидкой воды на порядок меньше по сравнению с другими молекулярными жидкостями. Изотермическая сжимаемость χT показывает, что для молекулярной жидкости вода довольно несжимаема.
  • Динамическая вязкость воды выше, чем у сопоставимых, не связанных водородом жидкостей. Более того, зависимость вязкости от давления аномальна: вязкость уменьшается с давлением и достигает минимума около 60 МПа (это давление эквивалентно толще воды в 6 км).
  • Поверхностное натяжение воды выше, чем у других жидкостей, включая большинство других жидкостей, связанных водородом. В диапазоне температур от 0 до 130°С вода жидкая.
  • Теплопроводность увеличивается с ростом температуры. Жидкая вода обладает высокой удельной теплоемкостью при постоянном давлении, которое изменяется незначительно до 100°C.
  • Энтальпия испарения воды аномально высока. Аналогично удельной теплоемкости, она почти в четыре раза выше, чем для других сопоставимых жидкостей, не связанных с водородом. Эта разница приписывается водородной связи. Кроме того, энтальпия испарения воды очень велика по сравнению с энтальпией таяния.
Читайте так же:
Коронки по кирпичу диаметром 150 мм

Тот факт, что вода увеличивается в объеме при замерзании, приводит ко многим последствиям в природе. Именно вода и ее свойство легко проникать в расщелины скал, когда она замерзает, приводит к разрушению скал. Постепенно происходит физическое и химическое выветривание скальных пород. И, в конечном итоге, физические свойства и химические функции воды сформировали почву на нашей планете.

Тот факт, что вода имеет самую высокую плотность при 4°С, а не в точке замерзания, имеет важное значение для термического расслоения и циркуляции воды в природе. Это химико-физическое свойство воды приводит к замерзанию водоемов от их поверхности в направлении дна. Это важно не только для жизни внутренних водоемов, но и для океанов. Если бы самые холодные районы океанов должны были замерзать снизу-вверх, то солнечной энергии, полученной за время лета, было бы достаточно только для оттаивания самого верхнего слоя. Так осуществляется круговорот энергии и материи, которая опирается на циркуляции океанов частично или даже полностью.

Огромная удельная теплоемкость воды ответственна за его способность хранить огромное количество энергии. Таким образом, водные потоки, например, Гольфстрим, способны нести огромное количество тепла из более теплых климатических зон в более холодные. Таким образом, океаны работают как огромные термостаты. Не только климат Земли, но и температурное регулирование живых организмов зависит от высокой теплоемкости воды. Это способствует, например, поддержанию постоянной температуры тела у теплокровных организмов. Кроме того, относительно высокая теплопроводность воды предотвращает серьезные локальные колебания температуры.

Абсолютно чистая вода имеет электрическую проводимость 0,03 мкСм / см это связано с автопротолизом. Электропроводность, однако, на реальных водоемах значительно выше, из-за растворенных ионных компонентов. Вода, будучи сильным диэлектриком (водный диэлектрик – константа), является одним из самых лучших растворителей для солей и газов, которые способны к сольволизу с последующей диссоциацией (например, CO2).

Читайте так же:
Кирпич для промышленных дымовых труб

Еще одна особенность воды, которая важна для гидрологического цикла — ее энтальпия испарения. С этим тесно связана летучесть воды. Она определяет количество воды, которое переходит в газовую фазу и может транспортироваться в атмосферу.

Таким образом, можно сделать вывод, что вода уникальна в физическом и химическом плане. Особые свойства воды сделали ее колыбелью и абсолютным условием жизни на Земле. Зная основные характеристики этого вещества, можно делать вывод: благодаря каким своим химическим и физико-химическим свойствам вода стала жидкой основой жизни.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector