Előadás 6. tartalom platform
6.1. A koncepció a hőtároló képessége.
Amikor az azonos mennyiségű átadott energia testek egyforma tömegű, de amely különböző anyagok, a növekedés a hőmérséklet a szervek nem ugyanaz. A tulajdonsága olyan anyag, amely befolyásolja a hőmérséklet-különbség a szervek melegítéssel, fajhője anyag nevezzük.
A hőmennyiség szükséges emelni a test hőmérsékletét 10 K (10C), egy jellemző mennyiség a szervezet számára. Ez az érték az úgynevezett hőkapacitása a szervezetben.
A hőkapacitása a test egy fizikai mennyiség, egyenlő a hőmennyiség, amely szükséges, hogy egy szervezet, hogy változtassa meg a hőmérséklet 10 K-val.
A hőkapacitása az anyag - a hőkapacitása egységnyi anyag tömege. Egység - J / (kg K).
Vagyis, más szóval, ha például a fajhője a víz egyenlő 4,2 kJ / (kg * K) - ami azt jelenti, hogy ahhoz, hogy a hő egy kg vizet egy fokkal, akkor át kell mennie ezen kg vizet, 4,2 kJ energia.
Fajlagos hőkapacitás minden egyes vegyület függ a hőmérséklettől és a fizikai halmazállapot.
Ha továbbra is a példa a víz, a fajhője, hogy 0 ° C egyenlő 4218, és 40 ° C-on 4178 kJ / (kg * K). A jéggel hőkapacitása még alacsonyabb - 2,11 kJ / (kg * K) jég 0 ° C-on
Fajhője sok anyag felsorolt hivatkozások általában a folyamat állandó nyomáson.
Ami a víz, meg kell jegyezni, hogy ez egy folyadék a legnagyobb fajlagos hő. Más szóval, hogy egy előre meghatározott mennyiségű hőmérséklet, vizet kell abszorbeálják vagy adni lényegesen nagyobb mennyiségű hőt, mint bármely más szerv az azonos súlyú.
Ebben a tekintetben meg kell állapítani, érdeklődés a víz, amikor szükség van a mesterséges hőt.
Fajlagos hő és magát a hőmérséklettől függ: a fűtési test 0 és 10 ° C, vagy a 01.01.01S igényelnek a különböző mennyiségű hőt.
Ha a szervezet melegítjük a T1-T2 általa kapott hő összege Q, fajhője a test lesz számszerűen egyenlő:
Ha a test szerkezet tartalmaz csak egy anyagot, a hőkapacitása a test arányos a tömege :.
Az arányossági tényező c, jellemző az anyag úgynevezett fajhője.
Fajhője egy anyag fizikai mennyiség, amely számszerűen egyenlő a hőmennyiség szükséges, hogy növelje a hőmérséklet egy egységnyi tömegű (1 kg) Anyagok 10K.
Amennyiben a testtömeg hevítve a T1-T2 hogy megkapta hő összege Q, fajhője az anyag, amelyből a test készült, hogy számszerűen egyenlő:
A molekuláris kinetikai elmélet használt magyarázata a természet a fajhője a szilárd test. A legegyszerűbb modell kristályos szilárd szerkezet megfelelően egy kristályrács amelyben atomok vannak elhelyezve csomópontok elkövetése termikus rezgések körülbelül egyensúlyi helyzetben. Hőátadás a szilárd test más szerv vagy a környezetben okozza ezeket atomok oszcillálni gyorsabb. Az energia atomi rezgések összegeként kinetikus és potenciális.
Az értékek a hő kapacitások tág határok között változhat. Ezen túlmenően, a hőkapacitása valamennyi szerv általában változik a hőmérséklet csökkenésével és közeli hőmérsékleten abszolút nulla, figyelembe elhanyagolhatóan kicsi értékeket.
A különbség a hőkapacitása a víz és a talaj az egyik meghatározó tényezők a különbség a tenger és a kontinentális éghajlat. A körülbelül ötször nagyobb a hőkapacitása, mint a talaj, a víz lassan melegítjük, majd lassan leadja.
A legáltalánosabb esetben az önkényes test annak hőkapacitása függhet az állam paramétereket a test, például a hőmérséklete, vagy térfogata. Nyilvánvaló, hogy a hőkapacitása termodinamikai rendszer változik az anyag mennyiségét abban. Rendszerek számára, amelyek termodinamikai egyensúlyban, a hőkapacitása arányos az anyag mennyiségét. Ez lehetővé teszi, hogy adja meg a fajhő leírására a tulajdonságait a test:
és ennek megfelelően, a moláris hőkapacitás:
ahol: - testsúly - az anyag mennyiségét is.
A moláris fajlagos hő - hőkapacitása 1 mól az anyag. Egység - J / (mol K).
Ezek a fajhő vannak összekapcsolva moláris tömege a következő összefüggést:
Hő-kapacitás, valamint az átvitt adatok mennyisége test melegét függ, milyen módon, vagy inkább a folyamat végrehajtásának, hő átadódik ez a test.
Ezek az eredmények azt mutatják, többek között, hogy a fajhője gáz nem függ a hőmérséklettől. Kísérletek kimutatták, hogy alacsony hőmérsékleten és nagy hőkapacitású viselkedését számos gázok (főleg többértékű) lehet jelentősen különböznek a viselkedése által előírt klasszikus elmélet. Például, a fajhője hidrogénatom. egyenlő normál (szoba) hőmérséklet (5/2) R, redukáljuk (3/2) R alatti hőmérsékleten 100K, t. e., hidrogén-kezd viselkedni, mint egy egyatomos gáz ezeken a hőmérsékleteken. Megállapítást nyert továbbá, hogy kísérletileg hőkapacitása valamennyi szerv általában nulla, mint a hőmérséklet megközelíti az abszolút nulla.
6.2. Az egyetemes gázállandó
Az egyetemes gázállandó (moláris) (R) alapvető fizikai állandó az állapotegyenlet 1 mól ideális gáz.
A gázállandó számszerűen egyenlő a bővítése egy mól ideális gáz állandó nyomáson tartjuk 1 nA K. Másrészt, a gáz állandó - a különbség a moláris hő kapacitások állandó nyomáson és állandó térfogatú (gázoknál hasonló tulajdonságokkal, hogy az ideális). A számértéke gázállandó SI egységeket (Isten 1984): R = 8,31441 (26) J / (). Más szavakkal :. ERG / () = 1,9872kal / () = 82,057 / (). Fizikai állandó (ahol - gázai molekulatömeg) az úgynevezett specifikus gázállandó.