Wärmekapazität

Was ist die Wärmekapazität??

Der Wärmekapazität eines Körpers oder Systems ist der Quotient, der zwischen der an diesen Körper übertragenen Wärmeenergie und der Änderung der Temperatur führt, die sie in diesem Prozess erlebt. Eine weitere präzisere Definition ist, dass es sich darauf bezieht, wie viel Wärme es notwendig ist, um an einen Körper oder ein System zu übertragen, so dass seine Temperatur einen Kelvin -Grad erhöht.

Es kommt kontinuierlich vor, dass die heißesten Körper den kältesten Körpern in einem Prozess, der sich erstreckt, während ein Temperaturunterschied zwischen den beiden Kontaktkörpern vorhanden ist. Wärme ist also die Energie, die durch einfache Tatsache von einem System zum anderen übertragen wird, dass ein Temperaturunterschied zwischen ihnen besteht.

Durch Übereinstimmung ist es als Wärme definiert (Q) positiv, die von einem System und als negative Wärme absorbiert wird, die von einem System zugeordnet ist.

Aus den oben genannten Auseinandersetzungen absorbiert und halten nicht alle Objekte Wärme mit gleicher Leichtigkeit. Somit werden bestimmte Materialien leichter erhitzt als andere.

Es sollte berücksichtigt werden, dass letztendlich die Wärmekapazität eines Körpers von der Art und Zusammensetzung desselben abhängt.

Formeln, Einheiten und Maßnahmen

Die Wärmekapazität kann basierend auf dem folgenden Ausdruck bestimmt werden:

C = DQ/DT

SI Die Temperaturänderung ist ausreichend klein, der vorherige Ausdruck kann vereinfacht und durch Folgendes ersetzt werden:

C = q/Δt

Dann ist die Einheit der Wärmekapazität im internationalen System von Kelvin (J/K) Juli Juli, Juli.

Wärmekapazität kann bei konstantem Druck c gemessen werden_P oder bei konstantem Volumen c_v.

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Spezifische Wärme

Oft hängt die Wärmekapazität eines Systems von seiner Substanzmenge oder seiner Masse ab. In diesem Fall ist die spezifische Wärme erforderlich, wenn ein System aus einer einzelnen Substanz mit homogenen Eigenschaften besteht, auch als spezifische Wärmekapazität bezeichnet (c) als spezifische Wärmekapazität bezeichnet.

Daher ist die spezifische Massenwärme die Wärmemenge, die der Masseneinheit eines Substanzs geliefert werden muss, um seine Temperatur auf einen Kelvin -Grad zu erhöhen, und kann basierend auf dem folgenden Ausdruck bestimmt werden:

C = q/ m Δt

In dieser Gleichung M ist die Masse der Substanz. Daher ist die Einheit der spezifischen Wärmemessung in diesem Fall Juli pro Kilogramm von Kelvin (J/kg K) oder auch Juli pro Gramm von Kelvin (J/G K K).

In ähnlicher Weise ist die spezifische Molarenwärme die Wärmemenge, die an einen Mol einer Substanz geliefert werden muss, um ihre Temperatur auf einen Kelvin -Grad zu erhöhen. Und es kann aus dem folgenden Ausdruck bestimmt werden:

C = q/ n Δt

In diesem Ausdruck ist n die Anzahl der Maulwürfe der Substanz. Dies impliziert, dass die spezifische Wärmeeinheit der Wärme.

Spezifische Wasserwärme

Spezifische Wärme vieler Substanzen werden berechnet und in Tabellen leicht zugänglich. Der spezifische Wärmewert von Wasser im flüssigen Zustand beträgt 1000 Kalorien/kg K = 4186 J/kg kg. Im Gegenteil, die spezifische Wasserwärme im gasförmigen Zustand beträgt 2080 J/kg K und im Festkörper 2050 J/kg kg.

Wärmeübertragung

Auf diese Weise und da die spezifischen Werte der überwiegenden Mehrheit der Substanzen bereits berechnet sind, ist es möglich, die Übertragung von Wärme zwischen zwei Körpern oder Systemen mit den folgenden Ausdrücken zu bestimmen:

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Q = c m δt

Oder wenn die spezifische Molarenwärme verwendet wird:

Q = c n δt

Es sollte berücksichtigt werden, dass diese Ausdrücke es ermöglichen, Wärmeflüsse zu bestimmen, vorausgesetzt.

Bei den Statusveränderungen wird die Rede von latenter Wärme (L) gesprochen, die als die Energie definiert ist_F) oder von flüssig bis gasförmig (Verdampfungswärme, l_v).

Es sollte berücksichtigt werden. In solchen Fällen sind die Ausdrücke, um den Wärmefluss in einem Verdampfungsprozess zu berechnen, die folgenden:

Q = l_v M

Wenn die spezifische Molkolbenwärme verwendet wird: q = l_v N

In einem Fusionsprozess: q = l_F  M

Wenn die spezifische Molkolbenwärme verwendet wird: q = l_F N

Im Allgemeinen sind wie bei der spezifischen Wärme latente Wärme der meisten Substanzen bereits berechnet und sind in Tabellen leicht zugänglich. So müssen Sie beispielsweise im Fall von Wasser:

L_F  = 334 kJ/kg (79,7 Kalk/g) bei 0 ° C; L_v = 2257 kJ/kg (539,4 Kalk/g) bei 100 ° C.

Beispiel

Bei Wasser wird bei einer Gefriermasse von 1 kg eine Temperatur von -25 ° C auf eine Temperatur von 125 ° C (Wasserdampf) erhitzt, der erwärmte Verbrauch wie folgt:

Bühne 1

Eis von -25 ºC bis 0 ºC.

Q = c m δt = 2050 1 25 = 51250 J

Stufe 2

Eiszustand wechselt in flüssiges Wasser.

Q = l_F  M = 334000 1 = 334000 J

Stufe 3

Flüssiges Wasser von 0 ºC bis 100 ºC.

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Q = c m δt = 4186 1 100 = 418600 J

Stufe 4

Änderung des Wassers des Wassers flüssigen Wasser.

Q = l_v M = 2257000 1 = 2257000 J

Stufe 5

Wasserdampf von 100 ° C bis 125 ° C.

Q = c m δt = 2080 1 25 = 52000 J

Somit ist der Gesamtwärmefluss im Prozess die Summe der in jeder der fünf Stufen erzeugten und führt zu 31112850 J.