Количество теплоты, удельная теплоемкость
От чего зависит количество теплотыВнутренняя энергия тела изменяется при совершении работы или теплопередаче. При явлении теплопередачи внутренняя энергия передается теплопроводностью, конвекцией или излучением.
Каждое тело при нагревании или охлаждении (при теплопередаче) получает или теряет какое-то количество энергии. Исходя из этого, принято это количество энергии назвать количеством теплоты.
Итак, количество теплоты — это та энергия, которую отдает или получает тело в процессе теплопередачи.
Какое количество теплоты необходимо для нагревания воды? На простом примере можно понять, что для нагревания разного количества воды потребуется разное количество теплоты. Допустим, возьмем две пробирки с 1 литром воды и с 2-мя литрами воды. В каком случае потребуется большее количество теплоты? Во втором, там, где в пробирке 2 литра воды. Вторая пробирка будет нагреваться дольше, если мы подогреваем их одинаковым источником огня.
Таким образом, количество теплоты зависит от массы тела. Чем больше масса, тем большее количество теплоты требуется для нагрева и, соответственно, на охлаждение тела требуется большее время.
От чего еще зависит количество теплоты? Естественно, от разности температур тел. Но это еще не все. Ведь если мы попытаемся нагреть воду или молоко, то нам потребуется разное количество времени. Т.е получается, что количество теплоты зависит от вещества, из которого состоит тело.
В итоге получается, что количество теплоты, которое нужно для нагревания или количество теплоты, которое выделяется при остывании тела, зависит от его массы, от изменения температуры и от вида вещества, из которого состоит тело.
В чем измеряется количество теплотыЗа единицу количества теплоты принято считать 1 Джоуль. До появления единицы измерения энергии ученые считали количество теплоты калориями. Сокращенно эту единицу измерения принято писать — “Дж”
Калория — это количество теплоты, которое необходимо для того, чтобы нагреть 1 грамм воды на 1 градус Цельсия.
Сокращенно единицу измерения калории принято писать — “кал”.
1 кал = 4,19 Дж.
Обратите внимание, что в этих единицах энергии принято отмечать пищевую ценность продуктов питания кДж и ккал.
1 ккал = 1000 кал.
1 кДж = 1000 Дж
1 ккал = 4190 Дж = 4,19 кДж
Что такое удельная теплоемкостьКаждое вещество в природе имеет свои свойства, и для нагрева каждого отдельного вещества требуется разное количество энергии, т.е. количества теплоты.
Удельная теплоемкость вещества — это величина, равная количеству теплоты, которое нужно передать телу с массой 1 килограмм, чтобы нагреть его на температуру 1 0C
Удельная теплоемкость обозначается буквой c и имеет величину измерения Дж/кг*
Например, удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг*0C. То есть это то количество теплоты, которое нужно передать 1 кг воды, чтобы нагреть ее на 1 0C
Следует помнить, что удельная теплоемкость веществ в разных агрегатных состояниях различна.
То есть для нагревания льда на 1 0C потребуется другое количество теплоты.
Например, необходимо рассчитать количество теплоты, которое нужно потратить для того, чтобы нагреть 3 кг воды с температуры 15 0С до температуры 85 0С. Нам известна удельная теплоемкость воды, то есть количество энергии, которое нужно для того, чтобы нагреть 1 кг воды на 1 градус. То есть для того, чтобы узнать количество теплоты в нашем случае, нужно умножить удельную теплоемкость воды на 3 и на то количество градусов, на которое нужно увеличить температуры воды. Итак, это 4200*3*(85-15) = 882 000.
В скобках мы рассчитываем точное количество градусов, отнимая от конечного необходимого результата начальное
Итак, для того, чтобы нагреть 3 кг воды с 15 до 85 0С, нам потребуется 882 000 Дж количества теплоты.
Количество теплоты обозначается буквой Q, формула для его расчета выглядит следующим образом:
Q=c*m*(t2-t1).
Задача 1. Какое количество теплоты потребуется для нагрева 0,5 кг воды с 20 до 50 0С
Дано:
m = 0,5 кг.,
с = 4200 Дж/кг*0С,
t1 = 20 0С,
t2 = 50 0С.
Величину удельной теплоемкость мы определили из таблицы.
Решение:
количество теплоты определяется по формуле Q=c*m*(t2-t1).
Подставляем значения:
Q=4200*0,5*(50-20) = 63 000 Дж = 63 кДж.
Ответ: Q=63 кДж.
Задача 2. Какое количество теплоты потребуется для нагревания алюминиевого бруска массой 0,5 кг на 85 0С?
Дано:
m = 0,5 кг.,
с = 920 Дж/кг*0С,
t1 = 0 0С,
t2 = 85 0С.
Решение:
количество теплоты определяется по формуле Q=c*m*(t2-t1).
3*6*100=2,52 МДж (2.520.000 Дж)
Похожие вопросы
На проводник массой 10 г и длиной 5 см, помещенный в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, действует со стороны магнитного поля сила. Сила тока в проводнике 8 ампер. Определите модуль вектора магнитной индукции, если проводник находится в равновесии…
Ответьте,дам много балов)
Во сколько раз объем песка больше чем 1 писчинка?
…
Два тела движутся равномерно прямолинейно навстречу одно другому. При этом расстояние между ними каждые 3 с уменьшаются на 240 м. На сколько будет увеличиваться расстояние между ними каждые 4 с, если тела будут двигаться в одном направлении? Известно, что скорость движения одного из тел 50 м / с..
Какое количество теплоты требуется для превращения в воду льда массой 2 кг взятого при 0 градусов Цельсия…
Математика
Литература
Алгебра
Русский язык
Геометрия
Английский язык
Химия
Физика
Биология
Другие предметы
История
Обществознание
География
Українська мова
Українська література
Қазақ тiлi
Беларуская мова
Информатика
ЭкономикаМузыка
Право
Французский язык
Немецкий язык
МХК
ОБЖ
Психология
Теплота парообразования в зависимости от температуры
(скрытая) теплота парообразования (∆H vap ), также известная как энтальпия парообразования или испарения, представляет собой количество энергии (энтальпия), которое необходимо добавить к жидкости.
вещество, с по превращает данное количество вещества в газ .
Энтальпия испарения зависит от давления, при котором происходит это превращение. Теплота парообразования уменьшается с повышением температуры и полностью исчезает при определенной точке, называемой критической температурой (критическая температура для воды: 373,9).46 °C или 705,103 °F, критическое давление: 220,6 бар = 22,06 МПа = 3200 фунтов на кв. дюйм).
Онлайн-калькулятор теплоты испарения воды
Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета теплоты испарения жидкой воды при давлении пара при заданных температурах.
Выходное тепло выражается в виде кДж/моль, кДж/кг, кВтч/кг, кал/г, БТЕ(ИТ)/моль и БТЕ(ИТ)/фунт м .
Внимание! Для получения действительных значений температура должна быть в пределах 0–370 °C, 32–700 °F, 273–645 K и 492–1160 °R.
Температура
Выберите фактическую единицу измерения температуры:°C °F K °R
Давление паров см.
в таблицах ниже.
См. «Вода и тяжелая вода» — термодинамические свойства.
См. также Вода Температура кипения при высоком давлении, Температура кипения при вакууме, Плотность, удельный вес и коэффициент теплового расширения, Динамическая и кинематическая вязкость, Энтальпия и энтропия, Константа ионизации, pK w , нормальной и тяжелой воды, Температура плавления при высоком давлении, Давление насыщения, Удельный вес, Удельная теплоемкость (теплоемкость) и Удельный объем для онлайн-калькуляторов, а также аналогичные цифры и таблицы, как показано ниже.
Тепло испарения для жидкой воды при давлении насыщения при температурах от 0 до 374 ° C:
| Vapor Dame 77 | Vapor Laff 77 | Vapor дат0003 Нагрев испарения, ∆HVAP | |||||||||
| [° C] | [KPA] [100*BAR] | [J/MOL] | [J/MOL] | [J/MOL] | [J/MOL] 7 | [Wh/kg] | [Btu(IT)/lb m ] | ||||
0. 01 | 0.61165 | 45054 | 2500.9 | 694.69 | 1075.2 | ||||||
| 2 | 0.70599 | 44970 | 2496.2 | 693.39 | 1073.2 | ||||||
| 4 | 0.81355 | 44883 | 2491.4 | 692.06 | 1071.1 | ||||||
| 10 | 1.2282 | 44627 | 2477.2 | 688.11 | 1065.0 | ||||||
| 14 | 1,5990 | 44456 | 2467,7 | 685.47 | 1060,9 | 0057||||||
| 18 | 2.0647 | 44287 | 2458.3 | 682.86 | 1056.9 | ||||||
| 20 | 2.3393 | 44200 | 2453.5 | 681.53 | 1054.8 | ||||||
| 25 | 3.1699 | 43988 | 2441,7 | 678,25 | 1049,7 | ||||||
| 30 | 4,2470 | 43774 | 2429,8 | 43774 | 2429,8 | 43774 | 2429,8 | 43774 | 2429,8 | 0054 674. 94 | 1044.6 |
| 34 | 5.3251 | 43602 | 2420.3 | 672.31 | 1040.5 | ||||||
| 40 | 7.3849 | 43345 | 2406.0 | 668.33 | 1034.4 | ||||||
| 44 | 9.1124 | 43172 | 2396.4 | 665.67 | 1030,3 | ||||||
| 50 | 12.352 | 44294 50 | 12.352 | 444299 50 | 112381.9 | 661.64 | 1024.0 | ||||
| 54 | 15.022 | 42738 | 2372.3 | 658.97 | 1019.9 | ||||||
| 60 | 19.946 | 42475 | 2357.7 | 654.92 | 1013.6 | ||||||
| 70 | 31.201 | 42030 | 2333.0 | 648.06 | 1003.0 | ||||||
| 80 | 1003.0 | ||||||||||
| 80 | 1003. 0 | 005747.414 | 41579 | 2308.0 | 641.11 | 992.26 | |||||
| 90 | 70.182 | 41120 | 2282.5 | 634.03 | 981.30 | ||||||
| 96 | 87.771 | 40839 | 2266.9 | 629.69 | 974.59 | ||||||
| 100 | 101.42 | 40650 | 2256,4 | 626,78 | 626,78 | 626,78 | 70.08 | ||||
| 110 | 143.38 | 40167 | 2229.6 | 619.33 | 958.56 | ||||||
| 120 | 198.67 | 39671 | 2202.1 | 611.69 | 946.73 | ||||||
| 140 | 361.54 | 38630 | 2144.3 | 595.64 | 921.88 | ||||||
| 160 | 618.23 | 37508 | 20820057 | 578. 33 | 895.10 | ||||||
| 180 | 1002.8 | 36286 | 2014.2 | 559.50 | 865.95 | ||||||
| 200 | 1554.9 | 34944 | 1939.7 | 538.81 | 833.92 | ||||||
| 220 | 2319,6 | 33462 | 1857,4 | 515,94 | 798,54 | ||||||
| 040 | 31804 | 1765.4 | 490.39 | 758.99 | |||||||
| 260 | 4692.3 | 29934 | 1661.6 | 461.56 | 714.36 | ||||||
| 280 | 6416.6 | 27798 | 1543.0 | 428.61 | 663,37 | ||||||
| 300 | 8587,9 | 25304 | 1404,6 | 390,7 | 6030580066 | ||||||
| 320 | 11284 | 22310 | 1238.4 | 344.00 | 532.42 | ||||||
| 340 | 14601 | 18507 | 1027. 3 | 285.36 | 441.66 | ||||||
| 360 | 18666 | 12967 | 719.8 | 199,9 | 309,5 | ||||||
| 373,946 | 22064 | 0 | 0,0 | 0,0 | 0 | 0,0 | 0,0 | 0057 | 0,0 |
Опен испарения для жидкой воды при давлении насыщения при температурах от 0 до 705 ° F:
| 777 | | 77 | . ∆HVAP | [° F] | [PSI] | [BTU (IT)/MOL] | [BTU (IT)/TB M.] | [BTU (IT)/TB . | 0004 | [cal/g] | [kJ/kg] | | |||||||||
| 32.2 | 0.0891 | 42.70 | 1075. 2 | 597.33 | 2500.9 | |||||||||||||||
| 40 | 0.1219 | 42.52 | 1070.7 | 594.82 | 2490.4 | |||||||||||||||
| 50 | 0.1783 | 42.30 | 1065.0 | 591.67 | 2477.2 | |||||||||||||||
| 60 | 0.2564 | 42.07 | 1059.4 | 588.54 | 2464.1 | |||||||||||||||
| 70 | 0.3632 | 41.85 | 1053.7 | 585.39 | 2450.9 | |||||||||||||||
| 80 | 0.5073 | 41.62 | 1048,0 | 582,25 | 2437,7 | |||||||||||||||
| 90 | 0,6990 | 41.40 | 1042.4 | 57999990 | 1042.4 | 579999999990 | 1042.09 | 2424.5 | ||||||||||||
| 100 | 0.9506 | 41.17 | 1036.7 | 575.92 | 2411.3 | |||||||||||||||
| 110 | 1. 277 | 40.95 | 1030.9 | 572.74 | 2398.0 | |||||||||||||||
| 120 | 1,695 | 40,72 | 1025.2 | 569,55 | 2384.6 | |||||||||||||||
| 130 | 2,226 | 40,4999 | 2,226 | 40,4999 | 2,226 | 40,4999 | 2,226 | 40,4999 | 1019.4 | 566.34 | 2371.2 | |||||||||
| 140 | 2.893 | 40.26 | 1013.6 | 563.13 | 2357.7 | |||||||||||||||
| 150 | 3.723 | 40.02 | 1007.7 | 559.86 | 2344.0 | |||||||||||||||
| 160 | 4,747 | 39,79 | 1001,8 | 556,58 | 2330,3 | 100536 | 6.000 | 39.55 | 995.87 | 553.26 | 2316.4 | |||||||||
| 180 | 7.519 | 39.31 | 989.85 | 549. 92 | 2302.4 | |||||||||||||||
| 190 | 9.350 | 39.07 | 983.76 | 546.54 | 2288.2 | |||||||||||||||
| 200 | 11,54 | 38,83 | 977,60 | 543.11 | 2273.93.99.60 | 543.11 | 2273.93.99.60. | |||||||||||||
| 210 | 14.14 | 38.58 | 971.35 | 539.64 | 2259.4 | |||||||||||||||
| 212 | 14.71 | 38.53 | 970.08 | 538.93 | 2256.4 | |||||||||||||||
| 220 | 17.20 | 38,33 | 965.02 | 536.12 | 2244,6 | |||||||||||||||
| 240 | 24,99 | 37,81 | 952,057 | 37,81 | 952,057 | 37,81 | 952,057 | 37,81 | 952,057 | 37,81 | 952,057 | 37,81 | 952,057 | 37,81 | 95,057 | 37,81 | 0054 528. 92 | 2214.5 | ||
| 260 | 35.45 | 37.28 | 938.64 | 521.46 | 2183.3 | |||||||||||||||
| 280 | 49.22 | 36.73 | 924.71 | 513.73 | 2150.9 | |||||||||||||||
| 300 | 66,6 | 36.15 | 910.21 | 505,67 | 2117,1 | |||||||||||||||
| 350 | 135 | 34,599 350 | 135 | 34,5999 350 | 870.97 | 483.87 | 2025.9 | |||||||||||||
| 400 | 247 | 32.82 | 826.41 | 459.12 | 1922.2 | |||||||||||||||
| 450 | 422 | 30.78 | 774.93 | 430.51 | 1802.5 | |||||||||||||||
| 500 | 680 | 28,37 | 714.36 | 396,87 | 1661,6 | |||||||||||||||
| 550 | 0054 104425.48 | 641. 56 | 356.42 | 1492.3 | ||||||||||||||||
| 600 | 1541 | 21.93 | 552.09 | 306.72 | 1284.2 | |||||||||||||||
| 625 | 1849 | 19.41 | 488.64 | 271.46 | 1136,6 | |||||||||||||||
| 650 | 2205 | 16,95 | 426,81 | 237,11 | 9920066 | |||||||||||||||
| 675 | 2615 | 13.47 | 339.22 | 188.46 | 789.0 | |||||||||||||||
| 705.103 | 3196 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.0 |
A Storage Unit for Heat
Часть A: Земной океан: хранилище тепла
Три четверти поверхности Земли покрыты веществом, которое является очень эффективным материалом для хранения тепла — водой. Жидкость Н 2 О может поглощать и хранить огромное количество тепловой энергии, не нагреваясь при этом.
Эффективность вещества по сохранению тепловой энергии зависит от параметра, называемого удельной теплоемкостью.
Удельная теплоемкость — это мера того, сколько энергии что-то поглощает по сравнению с тем, насколько оно нагревается. Точнее, удельная теплоемкость вещества — это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма этого вещества на 1 градус Цельсия.
Посмотрите короткое видео из которого демонстрируется «трюк», зависящий от высокой удельной теплоемкости воды.
из Университета Святой Марии
Количественное определение удельной теплоемкости
Количественные эксперименты показывают, что для повышения температуры 1 г воды на 1°C требуется 4,18 Дж тепловой энергии.
Таким образом, литр (1000 г) воды, температура которой увеличилась с 24 до 25°С, поглотил 4,18 Дж/г°С х 1000 г х 1°С или 4180 Дж энергии. Для сравнения, спирт (этанол) имеет меньшую удельную теплоемкость: для повышения температуры одного грамма этанола на один градус Цельсия требуется всего 2,2 Дж энергии.
Чтобы рассчитать количество тепловой энергии, полученной или потерянной веществом, умножьте массу вещества на его удельную теплоемкость, умноженную на изменение температуры.
Скрыть
Уравнение тепловой энергии:
q = m x C x ΔT
где:
q = тепловая энергия в джоулях (Дж)
m = масса вещества в граммах (г)
C = удельная теплоемкость этого вещества в джоулях на грамм на градус Цельсия (Дж/г°C)
ΔT = изменение температуры в градусах Цельсия (°C) Изменение рассчитывается путем вычитания начальной температуры из конечной температуры (T f — T i )
Остановись и подумай
1.
океан подвергается воздействию прямых солнечных лучей в течение многих часов каждый день. Если верхний 1 см воды площадью 100 км на 100 км прогреется от 25 до 27 градусов, сколько тепловой энергии поглотила вода?
Шкура
Каждый см 3 воды имеет массу 1 грамм. Чтобы рассчитать количество описанных см 3 , рассчитайте количество см 2 в площади, затем умножьте на 1 см для глубины:
масса воды = 1 г/см 3 x (100 см/м x 1000 м/ км x 100 км ) x (100 см/м x 1000 м/км x 100 км ) x 1 см
Используйте свой ответ в уравнении тепловой энергии.
Куда уходит вся эта тепловая энергия?
Океан постоянно движется. Потоки воды движутся через океан, питаемые глобальными ветрами и разницей в плотности. Как правило, тепловая энергия, полученная водой в тропических регионах, движется к полюсам.
Хотя мы не можем видеть течения на фотографиях, мы можем обнаружить их на изображениях температуры поверхности моря (ТПМ), подобных изображенному справа. Приборы на нескольких спутниках, находящихся на околоземной орбите, собирают данные, которые обрабатываются, чтобы показать температуру поверхности воды.
NOAA
Посмотрите начало этой анимации и обратите внимание на течение Гольфстрима, движущееся на север в Атлантическом океане, и весь Атлантический океан, нагревающийся по мере смены времен года. Когда вы смотрите анимацию, мысленно визуализируйте течение как реку тепловой энергии. Сделайте паузу примерно на 24-й секунде и повторите воспроизведение с 10-й секунды, чтобы увидеть повторение года.