Топлинен капацитет - вариране на температурата и вътрешната енергия - Maxicours

Помислете за опростяване на физическа система, чиято механичната енергия се запазва. Следователно неговите енергийни вариации могат да се отнасят само до неговите вариации вътрешна енергия, чрез топлообмен Въпрос: и/или работа W със средата си, вижте листа за вътрешната енергия.

Когато системата не е обект на промяна на състоянието и не е мястото на химични или ядрени реакции, промяна в температурата (в K или ° C) съответства на a вариация на неговата вътрешна енергия (в J) според съотношението:

Константата на пропорционалността СРЕЩУ е наречен топлинен капацитет. Изразява се в J/K. Размерът на системата се включва в стойността на СРЕЩУ: по подобен начин е необходимо повече енергия за отопление на басейн, отколкото чаша вода.

След това за хомогенна система, съставена от един материал, въвеждаме a специфичен топлинен капацитет, Които дават:

Масата м на системата е в кг, срещу е в и зависи само от разглеждания материал. В действителност стойността на срещу варира леко в зависимост от температурата; тези вариации ще бъдат пренебрегнати. Тази година разглеждаме специфичните топлинни мощности на твърдо или течности, но не и газове, където нещата са по-сложни. Някои стойности:

Материал	Вода (течност)	Вода (сладолед)	дърво	Бетон	Пиер	Стъклена чаша	Стомана	Водя
срещу ()	4185	2060	920	870	840	480	130

Можете също да се обадите на a моларен топлинен капацитет, в, къде М е моларната маса, в kg/mol.

Ако системата е съставена от различни материали, всеки може да бъде третиран независимо от останалите, тъй като енергията е адитивно количество.
Например за система, съставена от два материала 1 и 2, имаме:

За система топлоизолирани и не обменяйки работа с външния свят, ние ви напомняме това .

Забележка: Когато дадена система обменя само топлина със заобикалящата я среда, това е еквивалентно на, както в 1-ви S.
Следователно връзката е по-обща, защото е произведение W може също да причини температурни вариации: електрически нагревател, компресия на газ, сила на триене и др.

Когато кипнете вода в тенджера, добавянето на топлина постепенно ще доведе течността до 100 ° C. Когато има цирей, температурата вече не варира : доставената топлина се използва изключително за трансформиране на течна вода във водна пара.

Когато има промяна на състоянието на материята, трябва да вземем предвид латентна топлина на промяна на състоянието съответно, тоест обменната енергия за извършване на трансформацията. Имената на различните промени в състоянието са припомнени по-долу:

The вътрешна енергийна вариация свързани с смяна на държавата на масово тяло м се дава от:
L е тук специфична латентна топлина на промяна на състоянието, и се изразява в J/kg. Зависи само от разглежданото тяло. Два сценария:
• Когато има синтез, изпаряване или сублимация: околната среда осигурява енергия на системата по време на трансформация.

---