Hőkapacitás - a hőmérséklet és a belső energia változása - Maxicours

Fontolja meg egy fizikai rendszer egyszerűsítését, amelynek a mechanikai energia konzerválódik. Energiaváltozatai ezért csak a sajátjára vonatkozhatnak variációk belső energia, hőcserével Q és/vagy munka W környezetével lásd a belső energiáról szóló táblázatot.

Amikor a rendszer nem változik állapotváltozáson, és nem a kémiai vagy nukleáris reakciók helyszíne, hőmérsékletváltozás (K vagy ° C-ban) megfelel a belső energiájának változása (J-ben) a kapcsolat szerint:

Az arányosság állandója VS nevet kapta hőteljesítmény. J/K-ban van kifejezve. A rendszer nagysága részt vesz a VS: hasonlóképpen több energiára van szükség az úszómedence fűtéséhez, mint egy pohár vízhez.

Egyetlen anyagból álló homogén rendszer esetében ezután bevezetjük a fajlagos hőkapacitás, Melyek adják:

A tömeg m a rendszer kg-ban van megadva, vs. benne van és csak a figyelembe vett anyagtól függ. A valóságban a vs. kissé változik a hőmérséklettől függően; ezeket a variációkat elhanyagoljuk. Ebben az évben figyelembe vesszük a szilárd vagy folyadékok, de nem gázok, ahol a dolgok összetettebbek. Néhány érték:

Anyag	Víz (folyékony)	Víz (jégkrém)	Faipari	Konkrét	Pierre	Üveg	Acél	Vezet
vs. ()	4185	2060	920	870	840	480	130

Hívhatja a moláris hőkapacitás, hol M a moláris tömeg, in kg/mol.

Ha a rendszer különböző anyagokból áll, mindegyiket a többitől függetlenül lehet kezelni, mert az energia adalék mennyiség.
Például két, 1. és 2. anyagból álló rendszer esetében:

Rendszerhez hőszigetelt és nem cserélünk munkát a külvilággal, emlékeztetünk arra .

jegyzet: Ha egy rendszer csak hőt cserél a környezetével, akkor az egyenértékű azzal, mint az 1. S-ben.
A kapcsolat ezért általánosabb, mert egy mű W hőmérsékletváltozást is okozhat: elektromos fűtés, gáztömörítés, súrlódási erő stb.

Ha vizet forralunk egy serpenyőben, a hő hozzáadásával a folyadék fokozatosan 100 ° C-ra áll. Amikor forraljuk, a hőmérséklet már nem változik : a leadott hő kizárólag folyékony víz vízgőzzé történő átalakítására szolgál.

Amikor van az anyag állapotának változása, figyelembe kell vennünk a az állapotváltozás látens hője megfelelő, vagyis a kicserélt energia az átalakítás végrehajtására. Az alábbiakban felidézzük a különböző állapotváltozások nevét:

A belső energiaváltozás társult, összekapcsolt, társított valamivel államváltás tömeges test m által adva:
L itt az állapotváltozás specifikus látens hője, és J/kg-ban van kifejezve. Ez csak a figyelembe vett testtől függ. Két forgatókönyv:
• Fúzió, párolgás vagy szublimáció esetén: a környezet energiát szolgáltat a rendszer számára az átalakulás során.

---