W; rme

Az akadálytalan megfigyelő kénytelen azt hinni, hogy egy melegebb test hűtés közben "valamit" ad le, amelyet a hűvösebb test felmelegedés közben elnyel. Ahhoz, hogy kialakító neve legyen, erre a "valamire" utalunk, Black után Hőmennyiség. Ebben a kifejezésben a magasabb hőmérsékletű test az alacsonyabb hőmérsékletű hőmennyiséget adja le. A hőveszteség az egyik test lehűlésének, a másik test általi felszívódásának tekinthető a felmelegedés okának. Ez az újonnan bevezetett hőmennyiség-fogalom, amelynek állítólag az „intenzitás-fogalom” hőmérséklete mellett kell állnia, csak azért kap valódi jelentést, mert meg tudjuk mérni és számszerűen meg lehet adni a „hőmennyiséget”.

A hőmennyiség itt is csak annak hatásainak mérésével mérhető, és egyelőre csak az ilyen hatások hőmérsékletváltozásait ismerjük. Tehát a test által elnyelt (vagy felszabadított) hőmennyiséget Δq arányos lesz a hőmérséklet-változásával ΔT abszorpció (vagy felszabadulás) előtt és után: Δq

ΔT; vagy a C arányossági állandóval:

ahol C a hőkapacitás. Mivel a hőmennyiség Δq változása arányos a test tömegével, bevezethetjük a fajlagos c hőkapacitást, és megkapjuk:

Mivel ez mindig kb Hőmérséklet-különbségek az egyenlet a t Celsius-hőmérsékletre is vonatkozik. Ebben az egyenletben c kiderül, hogy anyagfüggő tényező. De két ismeretlent tartalmaz, nevezetesen Δq és c. Ha tudnánk vagy tudnánk mérni a fajlagos h hőkapacitást, akkor megmérhetnénk a hőmennyiséget Δq és fordítva.

Korábban a c tényezőt tetszőlegesen határozták meg bármely anyag számára egy bizonyos hőmérsékleti tartományban. Megállapodtak abban, hogy a 14,5 és 15,5 ° C közötti víz fajlagos hőteljesítmény-egységgel kell rendelkeznie. Ezzel a meghatározással egyidejűleg definiálták a hőmennyiség mértékegységét, és ezáltal a megszerzett hőmennyiség mérésének lehetőségét. A hőmennyiség mértékegysége ekkor a következőképpen alakul: Ha c értéke megegyezik az egységgel, és m = 1 g, ha 1 g vizet normál nyomáson 14,5 ° C és 15,5 ° C közötti hőmérsékleten melegítünk, így a hőmérséklet-különbség Δt = 1 fok azaz Δq egyenlő lesz a hőmennyiség egységével. 1 kalóriának (1 kalória) hívták őket.

A tömeg itt az anyag mennyiségét jelenti. Azonban gyakran hasznos a hőkapacitást közvetlenül az anyag mennyiségéhez viszonyítani. Ezután a Cm moláris hőkapacitásról beszélünk. Van összefüggés Cm és c között

ahol M a moláris tömeg. A hőmennyiség egységének a leírás szerinti beállításakor a víz anyagjellemzőihez kötődik. Az egységek meghatározásakor azonban hajlamosak a lehető legjobban megtenni az anyag tulajdonságait.

De akkor mi a hő valódi természete? Mivel például súrlódással, azaz munkával generálható, nyilvánvaló az a gondolat, hogy ez egy energiaforma. Ebben az esetben arra kell számítani, hogy egy adott mű, ha hővé alakul, minden alkalommal előállít egy bizonyos mennyiségű hőt, függetlenül attól, hogy a munka hővé alakul, vagyis függetlenül attól, hogy az alkalmazott eljárás típusa, valamint az alkalmazott anyagok fizikai és kémiai tulajdonságai. Más szavakkal: Rögzített numerikus összefüggésnek kell lennie a korábban kalóriában mért hő és az annak előállításához használt munka között, amelyet joule-ban mérnek.

függetlenül attól
1. ábra: Joule készülék a mechanikai hőegyenérték meghatározására. A súlycsökkenés, E = mgh, a tartály vízében működik, így az E energia meghatározható a hőmérséklet változásával.
J.P. Joule szisztematikus kísérletek útján nyújtotta be ezt a bizonyítékot 1842 és 1850 között. Egyik kísérletének gondolatmenete a következő: Egy m tömegű testnek, amelyet h magasságba emelnek, potenciális energia mgh. Amikor ez a test süllyed, akkor működik, és ez hővé alakul a következő módon: A süllyedő test egy lapátkereket mozgat, amely folyadékban (pl. Higanyban) erős súrlódás mellett forog. Ha az M test leereszkedett, az energia mgh eltűnt, de a folyadékban hő jelent meg. Ha tömege m, fajlagos hőkapacitása, hőmérséklet-növekedése ΔT, akkor a keletkező hőmennyiség megegyezik mcΔT-vel. Ha az hő egyfajta energia, akkor az mgh/mcΔT hányadosnak állandónak kell lennie és függetlennek kell lennie a kísérleti körülményektől. A mai nap vonatkozik:

1 kalória (cal) = 4,1868 joule (J)

Ha nem kell gyakran foglalkozni ezekkel a számokkal, akkor alig van "érzése", hogy mennyi egy kalória, egy newtonméter vagy egy joule. A legegyszerűbb módszer egy kilowattóra becslésére az elektromos energia felhasználásából. Jótékony és meglepő, ha egyszerű összehasonlításokat végezünk, akár számításokkal, akár egyszerű mérésekkel. A pisztolygolyó mozgási energiája 100 J. Másrészt a gyufa 1000 J hőenergiát bocsát ki.

Néhány gáz hőkapacitása állandó nyomáson (p index) és állandó térfogaton (V)
gáz c o c p/c V. önéletrajz C op C mV C mp-C mV
J/gK J/gK J/molK J/molK J/molK
hélium 5.2335 1,6600 3.1527 20,934 12.602 8.332
neon 1.0216 1.6376 0,6238 20.766 12,560 8.206
argon 0,5234 1.6667 0,3140 20,934 12,560 8,374
kripton 0,2470 1.6857 0,1465 20.808 12,560 8.248
xenon 0,1591 1.6522 0,0963 20.808 12,560 8.248
Higanygőz 0,1047 1.6667 0,0628 20.808 12,560 8,428
levegő 1.0090 1.4094 0,7159 29,098 20,787 8.311
oxigén 0,9127 1.4065 0.649 29.207 20.859 8.348
nitrogén 1.0216 1.4023 0,7285 28.604 20,432 8.172
hidrogén 14.2351 1.4102 10.0944 28,470 20,335 8.135
Hidrogén klorid 0,8122 1.4161 0,5736 29.647 21,026 8,621
Szénhidrogén 1.0467 1.4045 0,7453 29.308 20,934 8,374
Szén-dioxid 0,8457 1.3357 0,6238 36.928 28,428 8500
Dinitrogén-oxid 0,8374 1.2903 0.649 36.844 28,470 8,374

A TU Braunschweig adatvédelmi nyilatkozata erre a weboldalra vonatkozik, kivéve a VI., VII. És VIII. Szakaszt.