Ειδικές θερμικές ουσίες

Ειδικός θερμικός πίνακας ουσιών

Αυτή η εργασία που δημιουργήθηκε από τον Itieffe αντιπροσωπεύει μια θεμελιώδη πηγή στον τομέα της θερμοδυναμικής και της επιστήμης των υλικών, προσφέροντας μια λεπτομερή επισκόπηση των θερμικών ιδιοτήτων διαφορετικών ουσιών.

Αυτό το έγγραφο στοχεύει να εξηγήσει ξεκάθαρα και συνοπτικά την έννοια της ειδικής θερμότητας και να παράσχει ουσιαστικά δεδομένα για μια ποικιλία υλικών, βοηθώντας τους μαθητές, τους επιστήμονες και τους μηχανικούς να κατανοήσουν πώς οι διάφορες ουσίες ανταποκρίνονται στις αλλαγές της θερμοκρασίας και να παρέχουν βασικές πληροφορίες για το σχεδιασμό θερμικών και ενεργειακών συστημάτων .

Σε αυτήν την εισαγωγή, θέλουμε να υπογραμμίσουμε τη σημασία της ειδικής θερμότητας ως θεμελιώδης παράμετρος για τον θερμικό χαρακτηρισμό των υλικών. Η ειδική θερμότητα αντιπροσωπεύει την ποσότητα της θερμικής ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία μιας δεδομένης ποσότητας ύλης κατά μια ορισμένη ποσότητα βαθμών Κελσίου ή Kelvin.

Αυτή η ποσότητα είναι ζωτικής σημασίας για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από το σχεδιασμό ηλεκτρικών κινητήρων και κυκλωμάτων ψύξης έως τον υπολογισμό των ενεργειακών αναγκών σε βιομηχανικές διεργασίες.

Τα κύρια χαρακτηριστικά και τα θέματα που εξετάζονται σε αυτή την εργασία περιλαμβάνουν:

  1. Ορισμός ειδικής θερμότητας: θα εξηγήσουμε αναλυτικά τι αντιπροσωπεύει η ειδική θερμότητα και πώς μετριέται πειραματικά.
  2. Μονάδα μέτρησης: θα παρουσιάσουμε τις μονάδες μέτρησης της ειδικής θερμότητας και πώς χρησιμοποιούνται σε θερμοδυναμικούς τύπους.
  3. Ειδική θερμότητα διαφορετικών ουσιών: θα παρέχουμε μια λίστα με ειδικές θερμότητες για ένα ευρύ φάσμα κοινών υλικών, συμπεριλαμβανομένων μετάλλων, υγρών, αερίων και άλλων.

Ο κύριος στόχος αυτής της εργασίας είναι να παράσχει μια πλήρη εικόνα της έννοιας της ειδικής θερμότητας και των πρακτικών της εφαρμογών, βοηθώντας τους αναγνώστες να κατανοήσουν πώς αντιδρούν διαφορετικές ουσίες στις αλλαγές της θερμοκρασίας και να κάνουν συνειδητές επιλογές στο σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση θερμικών και ενεργειακών συστημάτων. .

Η γνώση της ειδικής θερμότητας των ουσιών είναι απαραίτητη για μια σειρά επιστημονικών και μηχανικών κλάδων, συμβάλλοντας στην τεχνολογική πρόοδο και στην ενεργειακή απόδοση.

Ειδικές θερμικές ουσίες

Ειδικές θερμικές ουσίες

Η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρει ένα θερμό σώμα σε ένα ψυχρότερο εξαρτάται όχι μόνο από τη διαφορά μεταξύ των δύο θερμοκρασιών, αλλά και από τη μάζα του θερμότερου σώματος. Στην πραγματικότητα, η ενέργεια που μπορεί να μεταφέρει η πλάκα ενός σιδήρου είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που μπορεί να μεταφέρει μια καρφίτσα στην ίδια θερμοκρασία. Η θερμότητα είναι επομένως μια εκτεταμένη ποσότητα ύλης. Η μονάδα μέτρησής του είναι ίδια με την ενέργεια, που στο SI είναι το τζάουλ. Η επίδραση που προκαλείται σε ένα σώμα από μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας εξαρτάται από τη φύση του σώματος.

Όταν, για παράδειγμα, θερμαίνουμε 1 κιλό νερό και 1 κιλό σίδηρο με ίσες ποσότητες θερμότητας, καταγράφουμε διαφορετικές τελικές θερμοκρασίες. Από αυτό προκύπτει ότι, καθώς η φύση του σώματος ποικίλλει, η ποσότητα της θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας 1 kg μάζας κατά 1 K διαφέρει. Αυτή η ποσότητα θερμότητας ονομάζεται ειδική θερμότητα.

Η ειδική θερμότητα είναι η ποσότητα ενέργειας που απορροφάται (ή απελευθερώνεται) από 1 kg υλικού που προκαλεί αύξηση (ή μείωση) της θερμοκρασίας κατά 1 K.

Μονάδα μέτρησης

Η μονάδα μέτρησης της ειδικής θερμότητας, η οποία είναι μια παράγωγη ποσότητα, είναι J/kg K σε SI. Οι μονάδες J/g K (ή °C) και cal/g °C χρησιμοποιούνται επίσης συχνά, για το νερό είναι, για παράδειγμα, 4186 J/kg K, που αντιστοιχεί σε 4,186 J/g °C και 1 cal/g °C

Η ειδική θερμότητα του νερού είναι πολύ υψηλή: δηλαδή, χρειάζεται πολλή ενέργεια για να επιτευχθούν μικρές αυξήσεις στη θερμοκρασία. Η ειδική θερμότητα του χαλκού, από την άλλη πλευρά, είναι αρκετά μικρή, επομένως μικρές ποσότητες ενέργειας προκαλούν μεγάλες αυξήσεις στη θερμοκρασία. Το όργανο που επιτρέπει τη μέτρηση της ποσότητας της μεταφερόμενης ενέργειας είναι το θερμιδόμετρο: η ποσότητα της μεταφερόμενης ενέργειας είναι το θερμιδόμετρο: με αυτήν τη συσκευή καταγράφονται οι αλλαγές στη θερμοκρασία που προκαλεί η μεταφορά ενέργειας σε ένα συγκεκριμένο σώμα, συνήθως νερό.

Λαμβάνοντας υπόψη τη μάζα, την ειδική θερμότητα και τη διαφορά θερμοκρασίας, η ενέργεια μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:

Ειδικές θερμικές ουσίες

Το παρακάτω πρόγραμμα είναι δωρεάν για χρήση.

Για να αποκτήσετε πρόσβαση στην δεσμευμένη έκδοση (δείτε παρακάτω), πλήρη σελίδα και χωρίς διαφημίσεις, πρέπει να είστε εγγεγραμμένος.

Μπορείτε να εγγραφείτε τώρα κάνοντας κλικ ΕΔΩ


 

◄ Πίσω