Proprietățile materialului. căldura specifică

Studiul fenomenelor termice necesare introducerea conceptului de fizicieni căldura specifică. În ciuda nestatornic și depinde de mai mulți factori său, această valoare vă permite să faciliteze calculele nu numai în cursul experimentelor, dar, de asemenea, în activitățile practice de producție.

Sensul fizic al căldurii specifice, care în unități SI este măsurată în jouli pe kilogram-Kelvin, este cantitatea de căldură (energie termică) necesară pentru greutate substanță într-un kilogram schimbat temperatura cu un Kelvin (grade).

Amploarea căldurii specifice este influențată de temperatura reală a substanței. Apă încălzită la 20 ° C și 60 ° C, are valori diferite ce caracterizează un indice dat. Pentru substanțele de bază în ele a fost calculat din studiile experimentale termice specifice. Formula a fost derivată pentru determinarea dependenței dintre mai multe valori. Expresia matematică combină mai multe mărimi fizice. Primul este căldura specifică în sine, care, pentru simplitate este luată pentru studiu constantă în condiții standard. Uneori se calculează pentru condițiile individuale, de exemplu, pentru vaporii de apă (apă încălzită la o temperatură de 373 Kelvin sau 100 ° C). Aceasta este urmată de o valoare care indică cantitatea de căldură obținută (eliminat) substanță sub încălzire (răcire), masa încălzită (răcită) substanței, diferența de temperatură înainte și după finalizarea procesului.

Căldura specifică de mare importanță în selectarea unei anumite substanțe ca material de construcție pentru utilizare în diferite sisteme de refrigerare sau sisteme de încălzire. Acesta a fost mult timp observat că materialele având aceeași masă, sunt utilizate pentru încălzirea cantității diferite de energie termică. Straturile de aluminiu, de exemplu, pentru a obține aprovizionare uniformă a căldurii din radiația solară naturală, și va încălzi mai puternic decât aceleași structuri realizate din lemn sau ipsos convenționale.

Considerând betonul cu căldura specifică de 1000 J / kg-K, se poate concluziona că căldura de un kg de material per kelvin necesită energie de 1000 J. Wood pentru a obține același efect folosind de două ori mai multă căldură decât aceeași masă de beton gaz . Acest lucru afectează nu numai confortul microclimatica spațiilor de lucru, dar, de asemenea, cu privire la diferite rate de desene sau modele de temperatură de alungire.

De un interes special în ceea ce privește procesele de schimb de căldură este apa obișnuită. Pe exemplul ei pot fi urmărite în mod clar, că indicatorul „căldura specifică“ a fiecărei substanțe este de mare influență a lui starea fizică. Continuând exemplul de apă, a relevat un model interesant. La 0 ° C, în stare lichidă are o căldură specifică de 4,218, iar temperatura crește la 40 ° C deja 4,178 kJ / (kg * K). Dar pentru temperatura gheții rung 0 ° C, capacitatea calorică scade la nivelul de 2,11 kJ / (kg * K).

Apa este un lichid cu cea mai mare căldură specifică. Pentru saltul următor la un grad sau îi dă absoarbe o cantitate mare de căldură decât orice altă substanță. Această apă este utilizată atunci când este necesar să se asigure căldură artificială.

Pentru comoditate, o masă, altele decât cele specifice calculate termic graficele de performanță calcule cu un kilogram de greutate, are o coloană suplimentară la expresiile date caracteristice per litru (sau dm3) substanță. Folosind tabelul de date, inginerii și proiectanții fac selectarea celor mai potrivite materiale pentru realizarea planurilor și a ideilor lor. Odată cu apariția de noi materiale cu proprietati unice a extins în mod semnificativ gama de alegere, ci chiar materiale simple și accesibile sunt, uneori, posibilitatea de a le face să concureze.