¿En qué unidades se expresa la capacidad calorífica específica? ¿Cuál es el trabajo de laboratorio involucrado en la medición de la capacidad calorífica específica? Algunos ejemplos y significados de diversas sustancias.

05.04.2019, 01:42

Calor especifico

La capacidad calorífica es la cantidad de calor absorbida por un cuerpo cuando se calienta 1 grado.

La capacidad calorífica de un cuerpo se indica con una letra latina mayúscula. CON.

¿De qué depende la capacidad calorífica de un cuerpo? En primer lugar, por su masa. Está claro que calentar, por ejemplo, 1 kilogramo de agua requerirá más calor que calentar 200 gramos.

¿Qué pasa con el tipo de sustancia? Hagamos un experimento. Cogemos dos recipientes idénticos y, habiendo echado en uno de ellos agua que pesa 400 g y en el otro aceite vegetal de 400 g, empezaremos a calentarlos con quemadores idénticos. Observando las lecturas del termómetro veremos que el aceite se calienta más rápido. Para calentar agua y aceite a la misma temperatura, el agua debe calentarse por más tiempo. Pero cuanto más calentamos el agua, más calor recibe del quemador.

Por tanto, se requieren diferentes cantidades de calor para calentar la misma masa de diferentes sustancias a la misma temperatura. La cantidad de calor necesaria para calentar un cuerpo y, por tanto, su capacidad calorífica dependen del tipo de sustancia que lo compone.

Así, por ejemplo, para aumentar la temperatura de un agua que pesa 1 kg en 1 °C, se necesita una cantidad de calor igual a 4200 J, y para calentar la misma masa de aceite de girasol en 1 °C, una cantidad de calor igual a Se requieren 1700 J.

Una cantidad física que muestra cuánto calor se requiere para calentar 1 kg de una sustancia en 1 °C se llama capacidad calorífica específica de esa sustancia.

Cada sustancia tiene su propia capacidad calorífica específica, que se indica con la letra latina c y se mide en julios por kilogramo de grado (J/(kg K)).

La capacidad calorífica específica de una misma sustancia en diferentes estados de agregación (sólido, líquido y gaseoso) es diferente. Por ejemplo, la capacidad calorífica específica del agua es 4200 J/(kg·K) , y la capacidad calorífica específica del hielo. J/(kg·K) ; El aluminio en estado sólido tiene una capacidad calorífica específica de 920. J/(kg K), y en líquido - J/(kg K).

Tenga en cuenta que el agua tiene una capacidad calorífica específica muy alta. Por tanto, el agua de los mares y océanos, al calentarse en verano, absorbe una gran cantidad de calor del aire. Gracias a esto, en aquellos lugares que se ubican cerca de grandes masas de agua, el verano no es tan caluroso como en lugares alejados del agua.


Capacidad calorífica específica de los sólidos.

La tabla muestra los valores medios de la capacidad calorífica específica de sustancias en el rango de temperatura de 0 a 10°C (a menos que se indique otra temperatura)

Sustancia Capacidad calorífica específica, kJ/(kg·K)
Nitrógeno sólido (en t=-250°C) 0,46
Hormigón (a t=20 °C) 0,88
Papel (a t=20 °C) 1,50
El aire es sólido (a t=-193 °C) 2,0
Grafito
0,75
roble
2,40
Pino, abeto
2,70
Sal de roca
0,92
Piedra
0,84
Ladrillo (en t=0 °C) 0,88


Capacidad calorífica específica de los líquidos.

Sustancia Temperatura, °C
Gasolina (B-70)
20
2,05
Agua
1-100
4,19
Glicerol
0-100
2,43
Queroseno 0-100
2,09
aceite de máquina
0-100
1,67
Aceite de girasol
20
1,76
Miel
20
2,43
Leche
20
3,94
Aceite 0-100
1,67-2,09
Mercurio
0-300
0,138
Alcohol
20
2,47
Éter
18
3,34

Capacidad calorífica específica de metales y aleaciones.

Sustancia Temperatura, °C Capacidad calorífica específica, kJ/(kg·K)
Aluminio
0-200
0,92
Tungsteno
0-1600
0,15
Hierro
0-100
0,46
Hierro
0-500
0,54
Oro
0-500
0,13
Iridio
0-1000
0,15
Magnesio
0-500
1,10
Cobre
0-500
0,40
Níquel
0-300
0,50
Estaño
0-200
0,23
Platino
0-500
0,14
Dirigir
0-300
0,14
Plata
0-500
0,25
Acero
50-300
0,50
Zinc
0-300
0,40
Hierro fundido
0-200
0,54

Capacidad calorífica específica de metales fundidos y aleaciones licuadas.

Sustancia Temperatura, °C Capacidad calorífica específica, kJ/(kg·K)
Nitrógeno
-200,4
2,01
Aluminio
660-1000
1,09
Hidrógeno
-257,4
7,41
Aire
-193,0
1,97
Helio
-269,0
4,19
Oro
1065-1300
0,14
Oxígeno
-200,3
1,63
Sodio
100
1,34
Estaño
250
0,25
Dirigir
327
0,16
Plata
960-1300
0,29

Capacidad calorífica específica de gases y vapores.

a presión atmosférica normal

Sustancia Temperatura, °C Capacidad calorífica específica, kJ/(kg·K)
Nitrógeno
0-200
1,0
Hidrógeno
0-200
14,2
vapor de agua
100-500
2,0
Aire
0-400
1,0
Helio
0-600
5,2
Oxígeno
20-440
0,92
Monóxido de carbono (II)
26-200
1,0
Monóxido de carbono 0-600
1,0
vapores de alcohol
40-100
1,2
Cloro
13-200
0,50

/(kg·K), etc.

La capacidad calorífica específica suele indicarse con las letras C o CON, a menudo con índices.

La capacidad calorífica específica se ve afectada por la temperatura de la sustancia y otros parámetros termodinámicos. Por ejemplo, medir la capacidad calorífica específica del agua dará resultados diferentes a 20 °C y 60 °C. Además, la capacidad calorífica específica depende de cómo se permite que cambien los parámetros termodinámicos de la sustancia (presión, volumen, etc.); por ejemplo, capacidad calorífica específica a presión constante ( CP) y a volumen constante ( CV), en general, son diferentes.

Fórmula para calcular la capacidad calorífica específica:

c=\frac(Q)( m\Delta T), Dónde C- capacidad calorífica específica, q- la cantidad de calor que recibe una sustancia cuando se calienta (o se libera cuando se enfría), metro- masa de la sustancia calentada (enfriada), Δ t- la diferencia entre las temperaturas final e inicial de la sustancia.

La capacidad calorífica específica puede depender (y en principio, estrictamente hablando, siempre, más o menos depende) de la temperatura, por lo que la siguiente fórmula con valores pequeños (formalmente infinitesimales) es más correcta: \delta T Y \deltaQ:

c(T) = \frac 1 (m) \left(\frac(\delta Q)(\delta T)\right).

Valores de calor específico para algunas sustancias.

(Para los gases, se da la capacidad calorífica específica en un proceso isobárico (C p))

Tabla I: Valores de capacidad calorífica específica estándar
Sustancia Estado de agregación Específico
capacidad calorífica,
kJ/(kg·K)
secar al aire) gas 1,005
aire (100% humedad) gas 1,0301
aluminio sólido 0,903
berilio sólido 1,8245
latón sólido 0,37
estaño sólido 0,218
cobre sólido 0,385
molibdeno sólido 0,250
acero sólido 0,462
diamante sólido 0,502
etanol líquido 2,460
oro sólido 0,129
grafito sólido 0,720
helio gas 5,190
hidrógeno gas 14,300
hierro sólido 0,444
dirigir sólido 0,130
hierro fundido sólido 0,540
tungsteno sólido 0,134
litio sólido 3,582
líquido 0,139
nitrógeno gas 1,042
aceites de petróleo líquido 1,67 - 2,01
oxígeno gas 0,920
vidrio de cuarzo sólido 0,703
agua 373 K (100 °C) gas 2,020
agua líquido 4,187
hielo sólido 2,060
mosto de cerveza líquido 3,927
Los valores se basan en condiciones estándar a menos que se indique lo contrario.
Tabla II: Valores de capacidad calorífica específica para algunos materiales de construcción
Sustancia Específico
capacidad calorífica
kJ/(kg·K)
asfalto 0,92
ladrillo macizo 0,84
ladrillo silicocalcáreo 1,00
concreto 0,88
vidrio corona (vidrio) 0,67
pedernal (vidrio) 0,503
vidrio de ventana 0,84
granito 0,790
esteatita 0,98
yeso 1,09
mármol, mica 0,880
arena 0,835
acero 0,47
la tierra 0,80
madera 1,7

ver también

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Notas

Literatura

  • Tablas de cantidades físicas. Manual, ed. IK Kikoina, M., 1976.
  • Sivukhin D.V. Curso general de física. - T.II. Termodinámica y física molecular.
  • E. M. Lifshits // bajo. ed. A. M. Prokhorova Enciclopedia física. - M.: “Enciclopedia soviética”, 1998. - T. 2.<

Extracto que caracteriza la capacidad calorífica específica.

- ¿Funciona? – repitió Natasha.
- Te contaré sobre mí. Tenía un primo...
- Lo sé - Kirilla Matveich, pero ¿es un hombre mayor?
– No siempre fue un anciano. Pero esto es lo que, Natasha, hablaré con Borya. No necesita viajar tan seguido...
- ¿Por qué no debería hacerlo, si quiere?
- Porque sé que esto no terminará en nada.
- ¿Por qué lo sabes? No, mamá, no le digas. ¡Qué absurdo! - dijo Natasha en el tono de una persona a la que le quieren quitar su propiedad.
"Bueno, no me casaré, así que déjalo ir, si él se está divirtiendo y yo me estoy divirtiendo". – Natasha sonrió y miró a su madre.
"No casado, así sin más", repitió.
- ¿Cómo es esto, amigo mío?
- Sí Sí. Bueno, es muy necesario que no me case, pero... así es.
“Sí, sí”, repitió la condesa y, sacudiendo todo el cuerpo, se rió con una amable e inesperada risa de anciana.
"Deja de reírte, para", gritó Natasha, "estás sacudiendo toda la cama". Te pareces terriblemente a mí, la misma risa... Espera... - Agarró ambas manos de la condesa, besó el hueso del dedo meñique de una - June, y continuó besando a July, August de la otra mano. - Mamá, ¿está muy enamorado? ¿Qué tal tus ojos? ¿Estabas tan enamorado? ¡Y muy dulce, muy, muy dulce! Pero no es de mi agrado, es estrecho, como un reloj de mesa... ¿No lo entiendes?... Estrecho, ya sabes, gris, claro...
- ¡Porqué estás mintiendo! - dijo la condesa.
Natasha continuó:
- ¿De verdad no lo entiendes? Nikolenka lo entendería... El que no tiene orejas es azul, azul oscuro con rojo y es cuadrangular.
“Tú también coqueteas con él”, dijo la condesa riendo.
- No, es masón, me enteré. Es bonito, azul oscuro y rojo, cómo te lo explico...
“Condesa”, se escuchó la voz del conde detrás de la puerta. -¿Estás despierto? – Natasha saltó descalza, agarró sus zapatos y corrió a su habitación.
No pudo dormir durante mucho tiempo. Ella seguía pensando que nadie podía entender todo lo que ella entendía y que había en ella.
"¿Sonia?" pensó, mirando a la gata dormida y acurrucada con su enorme trenza. "No, ¿a dónde debería ir?" Ella es virtuosa. Se enamoró de Nikolenka y no quiere saber nada más. Mamá tampoco entiende. Es increíble lo inteligente que soy y lo… ella es dulce”, continuó hablando para sí misma en tercera persona e imaginando que algún hombre muy inteligente, muy inteligente y simpático hablaba de ella... “Todo, todo está en ella. ", continuó este hombre, - ella es inusualmente inteligente, dulce y luego buena, inusualmente buena, diestra, nada, monta excelentemente y ¡tiene voz! ¡Se podría decir que es una voz increíble!” Cantó su frase musical favorita de la Ópera Cherubini, se arrojó en la cama, se rió con la alegre idea de que estaba a punto de quedarse dormida, le gritó a Dunyasha que apagara la vela y, antes de que Dunyasha tuviera tiempo de salir de la habitación, Ya había pasado a otro mundo de sueños aún más feliz, donde todo era tan fácil y maravilloso como en la realidad, pero era aún mejor porque era diferente.

Al día siguiente, la condesa, invitando a Boris a su casa, habló con él y desde ese día dejó de visitar a los Rostov.

El 31 de diciembre, víspera de Año Nuevo de 1810, le reveillon [cena nocturna], hubo un baile en la casa del noble de Catalina. Se suponía que el cuerpo diplomático y el soberano estarían en el baile.
En la Promenade des Anglais, la famosa casa de un noble brillaba con innumerables luces. En la entrada iluminada con un paño rojo estaban la policía, y no sólo los gendarmes, sino también el jefe de policía de la entrada y decenas de agentes de policía. Los carruajes se marcharon y llegaron otros nuevos con lacayos rojos y lacayos con sombreros de plumas. De los carruajes bajaron hombres uniformados, con estrellas y cintas; Las damas vestidas de raso y armiño bajaron con cuidado los escalones ruidosamente colocados y caminaron apresuradamente y en silencio a lo largo de la tela de la entrada.
Casi cada vez que llegaba un carruaje nuevo, había un murmullo entre la multitud y se quitaban los sombreros.
“¿Soberano?… No, ministro… príncipe… enviado… ¿No ves las plumas?…” dijo entre la multitud. Uno de la multitud, mejor vestido que los demás, parecía conocer a todos y llamó por su nombre a los nobles más nobles de la época.
Ya había llegado a este baile un tercio de los invitados, y los Rostov, que se suponía que estaban en este baile, todavía se estaban preparando apresuradamente para vestirse.
En la familia Rostov se habló mucho y se preparó mucho para este baile, muchos temores de que no se recibiera la invitación, que el vestido no estuviera listo y que no todo saliera como era necesario.
Junto con los Rostov, acudió al baile Marya Ignatievna Peronskaya, amiga y pariente de la condesa, una dama de honor delgada y amarilla de la antigua corte, que encabezaba a los Rostov provinciales en la más alta sociedad de San Petersburgo.
A las diez de la noche los Rostov debían recoger a la dama de honor en el jardín Tauride; y, sin embargo, ya eran las diez menos cinco y las jóvenes aún no estaban vestidas.
Natasha iba al primer gran baile de su vida. Ese día se levantó a las 8 de la mañana y estuvo todo el día con ansiedad febril y actividad. Todas sus fuerzas, desde la misma mañana, estuvieron encaminadas a que todos: ella, mamá, Sonya estuvieran vestidos de la mejor manera posible. Sonya y la condesa confiaban plenamente en ella. Se suponía que la condesa llevaría un vestido de terciopelo masaka, las dos llevaban vestidos blancos ahumados sobre rosa, fundas de seda con rosas en el corpiño. Había que peinar el cabello a la grecque [en griego].
Todo lo esencial ya estaba hecho: las piernas, los brazos, el cuello, las orejas ya estaban especialmente cuidadosamente, como en un salón de baile, lavados, perfumados y empolvados; ya vestían medias de seda, de rejilla y zapatos de raso blanco con lazos; Los peinados estaban casi terminados. Sonya terminó de vestirse y la condesa también; pero Natasha, que trabajaba para todos, se quedó atrás. Todavía estaba sentada frente al espejo con una bata sobre sus delgados hombros. Sonia, ya vestida, se paró en medio de la habitación y, presionando dolorosamente con el dedo meñique, sujetó con alfileres la última cinta que chirriaba bajo el alfiler.

(o transferencia de calor).

Capacidad calorífica específica de una sustancia.

Capacidad calorífica- esta es la cantidad de calor absorbida por un cuerpo cuando se calienta 1 grado.

La capacidad calorífica de un cuerpo se indica con una letra latina mayúscula. CON.

¿De qué depende la capacidad calorífica de un cuerpo? En primer lugar, por su masa. Está claro que calentar, por ejemplo, 1 kilogramo de agua requerirá más calor que calentar 200 gramos.

¿Qué pasa con el tipo de sustancia? Hagamos un experimento. Cogemos dos recipientes idénticos y, habiendo echado en uno de ellos agua que pesa 400 g y en el otro aceite vegetal de 400 g, empezaremos a calentarlos con quemadores idénticos. Observando las lecturas del termómetro veremos que el aceite se calienta rápidamente. Para calentar agua y aceite a la misma temperatura, el agua debe calentarse por más tiempo. Pero cuanto más calentamos el agua, más calor recibe del quemador.

Por tanto, calentar la misma masa de diferentes sustancias a la misma temperatura requiere diferentes cantidades de calor. La cantidad de calor necesaria para calentar un cuerpo y, por tanto, su capacidad calorífica dependen del tipo de sustancia que lo compone.

Así, por ejemplo, para aumentar en 1°C la temperatura del agua que pesa 1 kg, se necesita una cantidad de calor igual a 4200 J, y para calentar la misma masa de aceite de girasol en 1°C, una cantidad de calor igual a Se requieren 1700 J.

Una cantidad física que muestra cuánto calor se requiere para calentar 1 kg de una sustancia en 1 ºС se llama capacidad calorífica específica de esta sustancia.

Cada sustancia tiene su propia capacidad calorífica específica, que se indica con la letra latina c y se mide en julios por kilogramo de grado (J/(kg °C)).

La capacidad calorífica específica de una misma sustancia en diferentes estados de agregación (sólido, líquido y gaseoso) es diferente. Por ejemplo, la capacidad calorífica específica del agua es 4200 J/(kg °C) y la capacidad calorífica específica del hielo es 2100 J/(kg °C); El aluminio en estado sólido tiene una capacidad calorífica específica de 920 J/(kg - °C), y en estado líquido, de 1080 J/(kg - °C).

Tenga en cuenta que el agua tiene una capacidad calorífica específica muy alta. Por tanto, el agua de los mares y océanos, al calentarse en verano, absorbe una gran cantidad de calor del aire. Gracias a esto, en aquellos lugares que se ubican cerca de grandes masas de agua, el verano no es tan caluroso como en lugares alejados del agua.

Cálculo de la cantidad de calor necesaria para calentar un cuerpo o que éste libera durante el enfriamiento.

De lo anterior queda claro que la cantidad de calor necesaria para calentar un cuerpo depende del tipo de sustancia que lo compone (es decir, su capacidad calorífica específica) y de la masa del cuerpo. También está claro que la cantidad de calor depende de cuántos grados vamos a aumentar la temperatura corporal.

Entonces, para determinar la cantidad de calor necesaria para calentar un cuerpo o que se libera durante el enfriamiento, es necesario multiplicar la capacidad calorífica específica del cuerpo por su masa y por la diferencia entre sus temperaturas final e inicial:

q = cm (t 2 - t 1 ) ,

Dónde q- cantidad de calor, C— capacidad calorífica específica, metro- masa corporal , t 1 — temperatura inicial, t 2 — temperatura final.

Cuando el cuerpo se calienta t 2 > t 1 y por lo tanto q > 0 . Cuando el cuerpo se enfría t2i< t 1 y por lo tanto q< 0 .

Si se conoce la capacidad calorífica de todo el cuerpo CON, q determinado por la fórmula:

Q = C (t 2 - t 1 ) .

En la lección de hoy presentaremos un concepto físico como la capacidad calorífica específica de una sustancia. Aprendemos que depende de las propiedades químicas de la sustancia, y su valor, que se puede encontrar en las tablas, es diferente para diferentes sustancias. Luego, descubriremos las unidades de medida y la fórmula para encontrar la capacidad calorífica específica, y también aprenderemos a analizar las propiedades térmicas de las sustancias en función del valor de su capacidad calorífica específica.

Calorímetro(del lat. calorías– calidez y metro- medida): un dispositivo para medir la cantidad de calor liberado o absorbido en cualquier proceso físico, químico o biológico. El término "calorímetro" fue propuesto por A. Lavoisier y P. Laplace.

El calorímetro consta de una tapa y un vaso interior y otro exterior. Es muy importante en el diseño del calorímetro que haya una capa de aire entre los recipientes más pequeños y más grandes que, debido a la baja conductividad térmica, asegura una mala transferencia de calor entre el contenido y el ambiente externo. Este diseño permite considerar el calorímetro como una especie de termo y prácticamente eliminar la influencia del entorno externo en los procesos de intercambio de calor dentro del calorímetro.

El calorímetro está destinado a mediciones más precisas de capacidades caloríficas específicas y otros parámetros térmicos de los cuerpos que los indicados en la tabla.

Comentario. Es importante señalar que un concepto como la cantidad de calor, que utilizamos con mucha frecuencia, no debe confundirse con la energía interna del cuerpo. La cantidad de calor está determinada precisamente por el cambio de energía interna y no por su valor específico.

Tenga en cuenta que la capacidad calorífica específica de diferentes sustancias es diferente, como se puede ver en la tabla (Fig. 3). Por ejemplo, el oro tiene una capacidad calorífica específica. Como indicamos anteriormente, el significado físico de este valor de capacidad calorífica específica significa que para calentar 1 kg de oro a 1 °C, es necesario suministrarle 130 J de calor (Fig. 5).

Arroz. 5. Capacidad calorífica específica del oro.

En la próxima lección discutiremos el cálculo del valor de la cantidad de calor.

Listaliteratura

  1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Física 8. - M.: Mnemosyne.
  2. Peryshkin A.V. Física 8. - M.: Avutarda, 2010.
  3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Física 8.- M.: Ilustración.
  1. Portal de Internet “vactekh-holod.ru” ()

Tarea

Cantidad de energía que se debe suministrar a 1 g de una sustancia para aumentar su temperatura en 1°C. Por definición, para aumentar la temperatura de 1 g de agua en 1°C, se necesitan 4,18 J. Diccionario enciclopédico ecológico.… … Diccionario ecológico

calor especifico- - [A.S.Goldberg. Diccionario de energía inglés-ruso. 2006] Temas de energía en general EN calor específicoSH...

CALOR ESPECIFICO- físico Cantidad medida por la cantidad de calor necesaria para calentar 1 kg de una sustancia en 1 K (cm). Unidad SI de capacidad calorífica específica (cm) por kilogramo kelvin (J kg∙K)) ... Gran Enciclopedia Politécnica

calor especifico- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. capacidad calorífica por unidad de masa; capacidad calorífica masiva; capacidad calorífica específica vok. Eigenwärme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. capacidad calorífica masiva, f;… … Fizikos terminų žodynas

Ver Capacidad calorífica... Gran enciclopedia soviética

calor especifico- calor especifico... Diccionario de sinónimos químicos I.

capacidad calorífica específica del gas- - Temas industria del petróleo y el gas EN calor específico del gas ... Guía del traductor técnico

capacidad calorífica específica del aceite- - Temas industria del petróleo y el gas EN calor específico del petróleo ... Guía del traductor técnico

capacidad calorífica específica a presión constante- - [A.S.Goldberg. Diccionario de energía inglés-ruso. 2006] Temas: energía en general EN calor específico a presión constantecppresión constante calor específico... Guía del traductor técnico

capacidad calorífica específica a volumen constante- - [A.S.Goldberg. Diccionario de energía inglés-ruso. 2006] Temas: energía en general EN calor específico a volumen constante calor específico a volumen constante Cv... Guía del traductor técnico

Libros

  • Fundamentos físicos y geológicos del estudio del movimiento del agua en horizontes profundos, V.V. Trushkin. En general, el libro está dedicado a la ley de autorregulación de la temperatura del agua en el cuerpo receptor, descubierta por el autor en 1991. Inicio del libro, una revisión del estado del conocimiento del problema del movimiento de las profundidades...