§ 13. Количество теплоты
Количество теплоты и удельная теплоёмкость. Количественной мерой энергии, сообщённой телу (или отданной им) в процессе теплообмена, является количество теплоты.
В СИ единицей количества теплоты Q является джоуль (Дж). Иногда для измерения количества теплоты используют внесистемную единицу — калорию (1 кал = 4,19 Дж).
Если процесс теплообмена не сопровождается изменением агрегатного состояния вещества, то
Q = cm(T2 – T1),
где m — масса тела; T2 – T1 = ∆T — разность температур в конце и в начале процесса теплообмена; с — удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое получает вещество массой 1 кг при увеличении его температуры на 1 К. Удельную теплоёмкость измеряют в джоулях, делённых на килограмм, кельвин «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfenced»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mrow»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«mo»§#183;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1050;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mfenced»«/math».
Удельная теплоёмкость зависит от свойств данного вещества и, как показывает опыт, в достаточно большом интервале температур практически не изменяется. Однако удельная теплоёмкость газа зависит от того, при каком процессе (изобарном или изохорном) осуществляется теплообмен.
У какого из веществ, приведённых в таблице, изменение температуры окажется максимальным при сообщении им одинакового количества теплоты, если их массы равны?
Вещество | алюминий | железо | олово | свинец | цинк |
Удельная теплоёмкость с, «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«msup»«mn»10«/mn»«mn»3«/mn»«/msup»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mrow»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«mo»§#183;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1050;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math» | 0,92 | 0,46 | 0,25 | 0,12 | 0,40 |
Интересно знать
Физическая величина, равная произведению массы тела на удельную теплоёмкость вещества, носит название теплоёмкость тела. Обозначают теплоёмкость С и измеряют в джоулях, делённых на кельвин «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfenced»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1050;«/mi»«/mfrac»«/mfenced»«mo»§#160;«/mo»«mo»:«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi»C«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi»c«/mi»«mi»m«/mi»«/math». Теплоёмкость, в отличие от удельной теплоёмкости, является тепловой характеристикой тела, а не вещества.