Kalorifik Kapasite Formülleri, Birimleri ve Ölçüleri

ısı kapasitesi Bir bedenin veya sistemin yapısı, o vücuda iletilen ısı enerjisi ile bu süreçte yaşadığı sıcaklık değişimi arasında ortaya çıkan bölümdür. Daha kesin bir tanım, bir vücuda veya sisteme iletmek için ne kadar ısı gerektiğine değinmesidir, böylece sıcaklığı bir Kelvin derecesini arttırır..

En sıcak cisimler temas halindeki iki cisim arasında sıcaklık farkı olduğu sürece devam eden bir süreçte en soğuk cisimlere ısı verir. O zaman, ısı, aralarında bir sıcaklık farkı olduğu gerçeğiyle basitçe bir sistemden diğerine iletilen enerjidir..

Anlaşma ile sıcaklık olarak tanımlanır (Sbir sistem tarafından emilen pozitif, bir sistem tarafından transfer edilen negatif ısı.

Yukarıdakilerden, tüm nesnelerin aynı kolaylıkla ısı emmesi ve muhafaza etmediği sonucuna varılmıştır; Böylece bazı malzemeler diğerlerinden daha kolay ısıtılır.

Nihayetinde, bir bedenin kalorifik kapasitesinin bedenin doğasına ve bileşimine bağlı olduğu dikkate alınmalıdır..

indeks

• 1 Formüller, birimler ve ölçüler 
• 2 Özgül ısı
  • 2.1 Suyun özgül ısısı
  • 2.2 Isı iletimi
• 3 Örnek
  • 3.1 Aşama 1
  • 3.2 Aşama 2
  • 3.3 Aşama 3
  • 3.4 Aşama 4
  • 3.5 Aşama 5
• 4 Kaynakça

Formüller, birimler ve ölçüler

Isı kapasitesi aşağıdaki ifadeden başlayarak belirlenebilir:

C = dQ / dT

Sıcaklıktaki değişiklik yeterince küçükse, yukarıdaki ifade basitleştirilebilir ve aşağıdakilerle değiştirilebilir:

C = Q / ΔT

Daha sonra, uluslararası sistemdeki ısı kapasitesinin ölçüm birimi kelvin başına Temmuz (J / K).

Isı kapasitesi sabit basınçta C ölçülebilir_p veya sabit hacimde C_v.

Özgül ısı

Genellikle bir sistemin ısı kapasitesi, madde miktarına veya kütlesine bağlıdır. Bu durumda, bir sistem homojen özelliklere sahip tek bir maddeden yapıldığında, özel ısı kapasitesi (c) olarak da adlandırılan özel ısı gereklidir..

Dolayısıyla, kütleye özgü ısı, sıcaklığını bir derece Kelvin arttırmak için bir maddenin kütle ünitesine verilmesi gereken ısı miktarıdır ve aşağıdaki ifadeden belirlenebilir:

c = Q / m ΔT

Bu denklemde m, maddenin kütlesidir. Bu nedenle, bu durumda özgül ısının ölçüm birimi kelvin başına kilogram başına Temmuz (J / kg K) veya ayrıca kelvin başına gram başına Temmuz (J / g K).

Benzer şekilde, molar spesifik ısı, sıcaklığını bir derece Kelvin arttırmak için bir maddenin bir molüne verilmesi gereken ısı miktarıdır. Ve aşağıdaki ifadeden tespit edilebilir:

c = Q / n ΔT

Sözü geçen ifadede n, maddenin sayı molüdür. Bu, bu durumda özgül ısının ölçüm biriminin kelvin başına mol başına Temmuz (J / mol K) olduğu anlamına gelir..

Suyun özgül ısısı

Birçok maddenin spesifik ısıları hesaplanır ve tablolarda kolayca erişilebilir. Sıvı haldeki suyun özgül ısı değeri 1000 kalori / kg K = 4186 J / kg K'dır. Öte yandan, gaz halindeki suyun özgül ısısı 2080 J / kg K ve katı halde 2050 J / kg K.

Isı iletimi

Bu şekilde ve maddelerin büyük çoğunluğunun spesifik değerlerinin zaten hesaplandığı göz önüne alındığında, iki cisim veya sistem arasındaki ısı transferini aşağıdaki ifadelerle belirlemek mümkündür:

Q = c m Δ T

Veya molar spesifik ısı kullanılıyorsa:

Q = c n ΔT

Bu ifadelerin, durum değişimleri olmadığı sürece ısı akılarını belirlemeye izin verdiği dikkate alınmalıdır..

Durum değişikliği işlemlerinde, katı maddenin sıvıya (füzyon ısısı, L'nin) fazını veya durumunu değiştirmek için bir miktar maddenin gerektirdiği enerji olarak tanımlanan gizli ısıdan (L) bahsediyoruz._F) veya sıvıdan gaza (buharlaşma ısısı, L)_v).

Isı şeklindeki bu enerjinin tamamen faz değişiminde tüketildiği ve sıcaklık değişimini tersine çevirmediği dikkate alınmalıdır. Bu gibi durumlarda, bir buharlaşma işleminde ısı akışını hesaplamak için kullanılan ifadeler şunlardır:

Q = L_v m

Molar spesifik ısı kullanılıyorsa: Q = L_v n

Bir füzyon işleminde: Q = L_F  m

Molar spesifik ısı kullanılıyorsa: Q = L_F n

Genel olarak, spesifik ısıda olduğu gibi, çoğu maddenin gizli ısıları zaten hesaplanmış ve tablolarda kolayca erişilebilir durumdadır. Bu nedenle, örneğin, su olması durumunda:

L_F  = 0 ° C'de 334 kJ / kg (79.7 cal / g); L_v = 2257 kJ / kg (539.4 cal / g), 100 ° C'de.

örnek

Su durumunda, 1 kg'lık bir donmuş su (buz) kütlesi -25 ° C'lik bir sıcaklıktan 125 ° C'ye (su buharı) kadar ısıtılırsa, işlemde tüketilen ısı aşağıdaki gibi hesaplanır. :

1. Aşama

-25 ºC ila 0 ºC arası buz.

Q = c m Δ T = 2050 1 25 = 51250 J

Aşama 2

Buz halinin sıvı suya dönüşmesi.

Q = L_F  m = 334000 1 = 334000 J

Aşama 3

0 ºC - 100 ºC arası sıvı su.

Q = c m Δ T = 4186 1 100 = 418600 J

4. Aşama

Sıvı sudan su buharına hal değişimi.

Q = L_v m = 2257000 J = 2257000 J

Aşama 5

100 ºC - 125 ºC arası su buharı.

Q = c m Δ T = 2080 1 25 = 52000 J

Bu nedenle, işlemdeki toplam ısı akışı, beş aşamadan her birinin ürettiği toplamın toplamıdır ve sonuç 31112850 J'dir..

referanslar

1. Resnik, Halliday ve Krane (2002). Fizik Hacmi 1. Cecsa.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Fiziksel Kimya Dünyası. Isı Kapasitesi (N.D.). Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 20 Mart 2018 tarihinde alındı..
3. Gizli ısı (N.D.). Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 20 Mart 2018 tarihinde alındı..
4. Clark, John, O. (2004). Temel Bilim Sözlüğü. Barnes ve Noble Kitaplar.
5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Fiziksel Kimya, (ilk baskı 1978), dokuzuncu baskı 2010, Oxford University Press, Oxford UK.