Энергоснабжение. Удельная теплоемкость вещества
 Скачать 49.49 Kb.
|
|
Удельная теплоемкость вещества Ф  изическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 °С, называется удельной теплоёмкостью вещества. Теплоемкость — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус.Теплоемкость тела обозначается заглавной латинской буквой С.От чего зависит теплоемкость тела? Прежде всего, от его массы. Ясно, что для нагрева, например, 1 килограмма воды потребуется больше тепла, чем для нагрева 200 граммов.А от рода вещества? Проделаем опыт. Возьмем два одинаковых сосуда и, налив в один из них воду массой 400 г, а в другой — растительное масло массой 400 г, начнем их нагревать с помощью одинаковых горелок. Наблюдая за показаниями термометров, мы увидим, что масло нагревается быстрое. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той же температуры, воду следует нагревать дольше. Но чем дольше мы нагреваем воду, тем большее количество теплоты она получает от горелки. Таким образом, для нагревания одной и той же массы разных веществ до одинаковой температуры требуется разное количество теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела и, следовательно, его теплоемкость зависят от рода вещества, из которого состоит это тело. Так, например, чтобы увеличить на 1°С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания на 1 °С такой же массы подсолнечного масла необходимо количество теплоты, равное 1700 Дж. Как сказывается теплоемкость тела на длительность их нагрева и охлаждения  Чем отличаются от себя массовая,обьемная и мольная теплоемкость Массовая теплоемкость — это теплоемкость, отнесенная к единице массы рабочего тела, Единицей измерения массовой теплоемкости является Дж/(кг • К). Массовую теплоемкость называют также удельной теплоемкостью. Объемная теплоемкость — теплоемкость, отнесенная к единице объема рабочего тела,где  и  — объем и плотность тела при нормальных физических условиях.Объемная теплоемкость измеряется в Дж/(м3 • К). Мольная теплоемкость — теплоемкость, отнесенная к количеству рабочего тела (газа) в молях, где  — количество газа в молях.Мольную теплоемкость измеряют в Дж/(моль • К). Калориметрический способ определения теплоемкости тел и вещества Измерение теплоемкостей тел проводится в калориметрах, наиболее простой из них (калориметр смешения). Калориметрический сосуд с водой (или иной жидкостью), снабженный термометром помещен в другой сосуд , отделенный воздушной прослойкой Для улучшения теплоизоляции и предохранения от испарения жидкости используется крышка Калориметры характеризуются тепловым значением количеством теплоты, необходимым для нагревания калориметра (без жидкости), на Значение определяется экспериментально. Для определения, например, теплоемкости твердого тела его нагревают до известной температуры и переносят в калориметр с жидкостью. Измерив после опыта общую для тела и калориметра температуру и зная начальные значения температуры, массы тела и жидкости, а также величину и удельную теплоемкость жидкости, можно найти теплоемкость твердого тела из уравнения теплового баланса (известного из курса средней школы). Таким же образом определяют теплоемкость жидкости при известной теплоемкости твердого тела. Результаты таких измерений весьма неточны из-за трудностей учета тепловых потерь, связанных с наличием теплопередачи между внутренними и внешними стенками калориметра. Для устранения тепловых потерь в калориметрах можно центральную часть прибора, где производятся измерения окружить оболочкой, не проводящей теплоты. Такие идеализированные оболочки называются адиабатическими. Казалось бы, что так как все среды в той или иной мере теплопроводящи, подобного калориметра создать нельзя. Но физики использовали очень остроумную идею для реализации адиабатической оболочки. Поскольку все калориметрические измерения сопровождаются изменением температуры центральной части прибора, то при синхронном (одновременном) изменении температуры внешней оболочки устройства на величину, при которой в каждый момент времени градиент температуры внутри прибора (между оболочками) равен нулю, потери теплоты центральной частью калориметра будут практически отсутствовать. Такой калориметр называется адиабатическим. Факторы влияющие на измерения калориметром При определении изменения темп-ры во время калориметрич. опыта влияние окружающей среды и посторонних процессов, происходящих в калориметре (таких, как трение мешалки или пропускание тока через термометр сопротивления), должно строго учитываться. Для этого к наблюдаемому в опыте изменению темп-ры вводится поправка на теп-л о о б м е и. Для точного определения поправки иа теплообмен калориметры обычпо изолируют от внешней среды оболочками, темп-ра к-рых контролируется заданным образом и к-рые, как правило, бывают или изотермическими, или адиабатными. В прецизионных работах постоянство темп-ры изотермич. оболочки поддерживается с точностью 0,00 При теплообмене часть тепла уходит на нагревание стенок калориметра и окружающего воздуха, а также влияют погрешности при определении массы, объёма и температуры, поэтому табличные значения с решениями не совпадают. Как оценить вклад в измерения теплоемеости колбы калориметра,его нагревателя и тепловых потерь в окружающую среду прибора Необходимо учитывать, что теплота передается не только содержимому внутреннего сосуда калориметра воде, но и самому сосуду, а также различным устройствам, которые могут в него помещаться термометр. Поэтому перед измерением количества теплоты в калориметре нужно определить теплоемкости калориметра и термометра: количество теплоты, нагревающее "пустой" калориметр или термометр на один градус. |