Haba tentu adalah tenaga yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gram bahan tulen sebanyak 1 °. Parameter bergantung pada komposisi kimianya dan keadaan pengagregatan: gas, cecair atau pepejal. Setelah penemuannya, pusingan baru dalam pengembangan termodinamik bermula, sains proses tenaga sementara, yang berkaitan dengan panas dan fungsi sistem.
Biasanya, haba tentu dan asas termodinamik digunakan dalam pembuatannya radiator dan sistem yang direka untuk menyejukkan kereta, serta dalam kimia, kejuruteraan nuklear dan aerodinamik. Sekiranya anda ingin mengetahui bagaimana haba tertentu dikira, lihat artikel yang dicadangkan.
Formula
Sebelum meneruskan pengiraan parameter secara langsung, anda harus membiasakan formula dan komponennya.
Formula untuk mengira haba tentu adalah seperti berikut:
- c = Q / (m * ∆T)
Pengetahuan mengenai kuantiti dan sebutan simboliknya yang digunakan dalam pengiraan sangat penting. Walau bagaimanapun, penting bukan hanya untuk mengetahui penampilan visual mereka, tetapi juga untuk memahami dengan jelas maksud masing-masing. Pengiraan kapasiti haba tertentu bahan ditunjukkan oleh komponen berikut:
ΔT adalah simbol yang bermaksud perubahan suhu bahan secara beransur-ansur. Watak "Δ" diucapkan delta.
ΔT boleh dikira menggunakan formula:
ΔT = t2 - t1, di mana
- t1 - suhu primer;
- t2 adalah suhu akhir selepas perubahan.
m adalah jisim bahan yang digunakan untuk pemanasan (gr).
Q - jumlah haba (J / J)
Berdasarkan Tsr, persamaan lain dapat diperoleh:
- Q = m * cp * ΔT - jumlah haba;
- m = Q / cr * (t2 - t1) - jisim bahan;
- t1 = t2– (Q / cp * m) - suhu primer;
- t2 = t1 + (Q / cp * m) - suhu akhir.
Definisi dan formula jumlah haba
Tenaga dalaman sistem termodinamik dapat diubah dengan dua cara:
- melakukan kerja sistem,
- melalui interaksi terma.
Pemindahan haba ke badan tidak dikaitkan dengan melakukan kerja makroskopik pada badan. Dalam kes ini, perubahan tenaga dalaman disebabkan oleh fakta bahawa molekul individu tubuh dengan suhu yang lebih tinggi melakukan kerja pada beberapa molekul badan, yang mempunyai suhu yang lebih rendah. Dalam kes ini, interaksi terma berlaku kerana kekonduksian terma. Pemindahan tenaga juga boleh dilakukan melalui sinaran. Sistem proses mikroskopik (tidak berkaitan dengan seluruh tubuh, tetapi dengan molekul individu) disebut pemindahan haba. Jumlah tenaga yang dipindahkan dari satu badan ke badan yang lain akibat pemindahan haba ditentukan oleh jumlah haba yang dipindahkan dari satu badan ke badan yang lain.
Definisi
Kehangatan
dipanggil tenaga yang diterima (atau diberikan) oleh badan dalam proses pertukaran haba dengan badan-badan di sekitarnya (persekitaran). Panas ditunjukkan, biasanya dengan huruf Q.
Ini adalah salah satu kuantiti asas dalam termodinamik. Haba termasuk dalam ungkapan matematik prinsip termodinamik pertama dan kedua. Haba dikatakan sebagai tenaga dalam bentuk gerakan molekul.
Panas dapat dikomunikasikan ke sistem (badan), atau dapat dikeluarkan darinya. Dipercayai bahawa jika panas disebarkan ke sistem, maka positif.
Arahan untuk mengira parameter
Kira dari
bahannya agak mudah dan untuk melakukan ini, anda perlu mengikuti langkah-langkah berikut:
- Ikuti formula pengiraan: Kapasiti haba = Q / (m * ∆T)
- Tuliskan data awal.
- Pasangkannya ke dalam formula.
- Kira dan dapatkan hasilnya.
Sebagai contoh, marilah kita menghitung bahan yang tidak diketahui seberat 480 gram dan mempunyai suhu 15ºC, yang, akibat pemanasan (35 ribu J), meningkat kepada 250º.
Menurut arahan yang diberikan di atas, kami melakukan tindakan berikut:
Kami menuliskan data awal:
- Q = 35 ribu J;
- m = 480 g;
- ΔT = t2 - t1 = 250–15 = 235 ºC.
Kami mengambil formula, menggantikan nilai dan menyelesaikan:
c = Q / (m * ∆T) = 35 ribu J / (480 g * 235º) = 35 ribu J / (112800 g * º) = 0.31 J / g * º.
Kuantiti haba
Jumlah haba adalah tenaga yang hilang atau diperolehi oleh badan semasa pemindahan haba. Ini juga jelas dari namanya. Semasa menyejukkan, badan akan kehilangan sejumlah haba, dan apabila dipanaskan, ia akan menyerap. Dan jawapan bagi soalan kami menunjukkan kepada kami berapakah jumlah haba bergantung? Pertama, semakin besar jisim badan, semakin banyak haba yang harus dikeluarkan untuk mengubah suhunya sebanyak satu darjah. Kedua, jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan badan bergantung pada bahan yang dikandungnya, iaitu pada jenis bahan. Dan ketiga, perbezaan suhu badan sebelum dan selepas pemindahan haba juga penting untuk pengiraan kita. Berdasarkan perkara di atas, kita dapat tentukan jumlah haba dengan formula:
Q = cm (t_2-t_1),
di mana Q adalah jumlah haba, m adalah jisim badan, (t_2-t_1) adalah perbezaan antara suhu awal dan akhir badan, c adalah muatan haba tentu bahan, dijumpai dari jadual yang sesuai .
Dengan menggunakan formula ini, anda boleh mengira jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan badan mana pun atau badan ini akan melepaskan apabila ia sejuk.
Jumlah haba diukur dalam joule (1 J), seperti mana-mana jenis tenaga. Walau bagaimanapun, nilai ini diperkenalkan tidak lama dahulu, dan orang mula mengukur jumlah haba lebih awal. Dan mereka menggunakan unit yang banyak digunakan pada zaman kita - kalori (1 kal). 1 kalori adalah jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air setiap 1 darjah Celsius. Dengan berpandukan data ini, mereka yang suka mengira kalori dalam makanan yang dimakan dapat, demi kepentingan, mengira berapa liter air yang dapat direbus dengan tenaga yang mereka makan dengan makanan pada siang hari.
Pembayaran
Mari lakukan pengiraan CP
air dan timah dalam keadaan berikut:
- m = 500 gram;
- t1 = 24ºC dan t2 = 80ºC - untuk air;
- t1 = 20ºC dan t2 = 180ºC - untuk timah;
- Q = 28 ribu J.
Sebagai permulaan, kami menentukan ΔT untuk air dan timah, masing-masing:
- ΔТв = t2 - t1 = 80–24 = 56ºC
- ΔТо = t2 - t1 = 180-20 = 160ºC
Kemudian kita dapati haba tertentu:
- с = Q / (m * ΔТв) = 28 ribu J / (500 g * 56ºC) = 28 ribu J / (28 ribu g * ºC) = 1 J / g * ºC.
- с = Q / (m * ΔTo) = 28 ribu J / (500 g * 160ºC) = 28 ribu J / (80 ribu g * ºC) = 0,35 J / g * ºC.
Oleh itu, haba air tertentu ialah 1 J / g * ºC, dan timah 0,35 J / g * ºC. Oleh itu, kita dapat menyimpulkan bahawa dengan nilai yang sama dengan haba yang dibekalkan sebanyak 28 ribu J, timah akan menjadi panas lebih cepat daripada air, kerana kapasiti habanya kurang.
Kapasiti haba dimiliki bukan sahaja oleh gas, cecair dan pepejal, tetapi juga oleh makanan.
Formula untuk mengira haba apabila suhu berubah
Jumlah asas haba akan dilambangkan sebagai. Perhatikan bahawa elemen haba yang diterima oleh sistem (menyerah) dengan perubahan kecil dalam keadaannya bukanlah perbezaan lengkap. Sebab untuk ini adalah bahawa haba adalah fungsi dari proses mengubah keadaan sistem.
Jumlah asas haba yang diberikan ke sistem, dan suhu berubah dari T ke T + dT, sama dengan:
di mana C adalah keupayaan haba badan. Sekiranya badan yang dipertimbangkan adalah homogen, maka formula (1) untuk jumlah haba dapat dinyatakan sebagai:
di manakah haba tentu badan, m adalah jisim badan, haba molar, adalah jisim molar suatu bahan, dan bilangan mol bahan tersebut.
Sekiranya badan itu homogen, dan kapasiti haba dianggap tidak bergantung pada suhu, maka jumlah haba () yang diterima oleh badan dengan peningkatan suhu dengan jumlah dapat dikira sebagai:
di mana t2, t1 adalah suhu badan sebelum dan selepas pemanasan.Harap diperhatikan bahawa suhu ketika mencari perbezaan () dalam pengiraan dapat diganti dalam Celsius dan Kelvin.
Cara mengira muatan haba makanan
Semasa mengira kapasiti daya persamaannya mengambil bentuk berikut:
c = (4.180 * w) + (1.711 * p) + (1.928 * f) + (1.547 * c) + (0.908 * a), di mana:
- w adalah jumlah air dalam produk;
- p ialah jumlah protein dalam produk;
- f adalah peratusan lemak;
- c ialah peratusan karbohidrat;
- a ialah peratusan komponen bukan organik.
Tentukan keupayaan haba keju krim diproses Viola... Untuk melakukan ini, kami menuliskan nilai yang diperlukan dari komposisi produk (berat 140 gram):
- air - 35 g;
- protein - 12.9 g;
- lemak - 25.8 g;
- karbohidrat - 6.96 g;
- komponen bukan organik - 21 g.
Kemudian kami dapati dengan:
- c = (4.180 * w) + (1.711 * p) + (1.928 * f) + (1.547 * c) + (0.908 * a) = (4.180 * 35) + (1.711 * 12.9) + (1.928 * 25, 8) ) + (1.547 * 6.96) + (0.908 * 21) = 146.3 + 22.1 + 49.7 + 10.8 + 19.1 = 248 kJ / kg * ºC.
Apa yang menentukan jumlah haba
Tenaga dalaman badan berubah semasa melakukan kerja atau pemindahan haba. Dengan fenomena pemindahan haba, tenaga dalaman dipindahkan oleh pengaliran haba, perolakan atau radiasi.
Setiap badan, ketika dipanaskan atau disejukkan (semasa pemindahan haba), menerima atau kehilangan sejumlah tenaga. Berdasarkan ini, adalah kebiasaan untuk memanggil jumlah tenaga ini sebagai jumlah haba.
Jadi, jumlah haba adalah tenaga yang diberikan atau diterima oleh tubuh dalam proses pemindahan haba.
Berapa banyak haba yang diperlukan untuk memanaskan air? Dengan menggunakan contoh mudah, anda dapat memahami bahawa jumlah haba yang berbeza diperlukan untuk memanaskan jumlah air yang berlainan. Katakan kita mengambil dua tabung uji dengan 1 liter air dan 2 liter air. Dalam kes manakah lebih banyak haba diperlukan? Di kedua, di mana terdapat 2 liter air di tabung uji. Tiub kedua akan memakan masa lebih lama untuk memanaskan jika kita memanaskannya dengan sumber api yang sama.
Oleh itu, jumlah haba bergantung pada berat badan. Semakin besar jisim, semakin banyak haba yang diperlukan untuk pemanasan dan, dengan itu, badan memerlukan lebih banyak masa untuk menyejukkan.
Apa lagi yang bergantung pada jumlah haba? Secara semula jadi, dari perbezaan suhu antara badan. Tetapi bukan itu sahaja. Bagaimanapun, jika kita mencuba memanaskan air atau susu, kita memerlukan masa yang berbeza. Maksudnya, ternyata jumlah haba bergantung pada zat penyusun badan.
Akibatnya, ternyata jumlah haba yang diperlukan untuk pemanasan atau jumlah haba yang dibebaskan ketika badan menyejuk bergantung pada jisimnya, perubahan suhu dan jenis bahan yang membentuk tubuh.
Petua Berguna
Sentiasa ingat bahawa:
- proses pemanasan logam lebih cepat daripada air, kerana ia berlaku CP
2.5 kali kurang; - jika boleh, ubah hasilnya ke tahap yang lebih tinggi, jika keadaan mengizinkan;
- untuk memeriksa hasilnya, anda boleh menggunakan Internet dan mencari bahan yang dikira;
- dalam keadaan eksperimen yang sama, perubahan suhu yang lebih ketara akan diperhatikan bagi bahan dengan haba tentu yang rendah.
Formula untuk jumlah haba semasa peralihan fasa
Peralihan dari satu fasa zat ke zat yang lain disertai dengan penyerapan atau pembebasan sejumlah haba, yang disebut haba peralihan fasa.
Jadi, untuk memindahkan unsur jirim dari keadaan pepejal ke cecair, harus diberitahu jumlah haba () sama dengan:
di mana haba pelakuran tertentu, dm adalah unsur jisim badan. Perlu diambil kira bahawa badan mesti mempunyai suhu yang sama dengan suhu lebur bahan yang dipertimbangkan. Semasa penghabluran, haba dilepaskan sama dengan (4).
Jumlah haba (haba pengewapan) yang diperlukan untuk menukar cecair menjadi wap boleh didapati sebagai:
di mana r adalah haba pengewapan tertentu. Semasa wap mengembun, haba dibebaskan. Haba pengewapan sama dengan haba pemeluwapan jisim jirim yang sama.
Cara mengira jumlah haba untuk memanaskan badan
Sebagai contoh, perlu mengira jumlah haba yang perlu dibelanjakan untuk memanaskan 3 kg air dari suhu 15 ° C hingga suhu 85 ° C. Kita tahu haba air tertentu, iaitu jumlah tenaga yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air sebanyak 1 darjah. Maksudnya, untuk mengetahui jumlah haba dalam kes kami, anda perlu mengalikan kapasiti haba air tertentu dengan 3 dan jumlah darjah di mana anda perlu meningkatkan suhu air. Jadi ini adalah 4200 * 3 * (85-15) = 882,000.
Dalam kurungan, kami mengira bilangan darjah yang tepat, mengurangkan yang awal
Oleh itu, untuk memanaskan 3 kg air dari 15 hingga 85 ° C, kita memerlukan 882,000 J dari jumlah haba.
Jumlah haba ditunjukkan oleh huruf Q, formula untuk menghitungnya adalah seperti berikut:
Q = c * m * (t2-t1).
Apakah haba tentu
Setiap zat di alam mempunyai sifat tersendiri, dan memanaskan setiap bahan memerlukan jumlah tenaga yang berbeza, iaitu jumlah haba.
Haba tentu suatu bahan Adakah nilai sama dengan jumlah haba yang perlu dipindahkan ke badan dengan jisim 1 kilogram untuk memanaskannya ke suhu 1 0C
Haba tertentu dilambangkan dengan huruf c dan mempunyai nilai pengukuran J / kg *
Sebagai contoh, muatan haba tentu air ialah 4200 J / kg * 0C. Iaitu jumlah haba yang perlu dipindahkan ke 1 kg air untuk memanaskannya sebanyak 1 0C
Perlu diingat bahawa muatan haba tentu zat dalam keadaan agregat berbeza. Maksudnya, jumlah haba yang berbeza diperlukan untuk memanaskan ais sebanyak 1 ° C.
