比热容
- 当一种物质被加热时,它的温度会升高,使其内部的粒子获得动能
- 提高一种物质的温度所需要的能量是由它的温度来给出的比热容
- 物质的比热容定义为:
将1千克物质的温度提高1°C(或1k)而不改变其状态所需要的热能
- 这个量决定了改变物质温度所需的能量
- 比热容有符号c的单位焦耳/千克每开尔文(J公斤1K1)或焦耳每千克每摄氏度(J公斤1°C1)
- 不同的物质有不同的比热容
- 比热容主要用于液体和固体
- 由比热容的定义可知:
- 材料越重,提高其温度所需的热能就越多
- 温度变化越大,实现这种变化所需的热能就越高
比热容计算
- 热能的总量问需要将温度提高Δθ才能产生质量米比热容c等于:
Δ问=mcΔθ
- 地点:
- Δ问=热能变化量(J)
- 米被加热物质的质量(kg)
- c=物质的比热容(J kg1K1或J kg1°C1)
- Δθ =温度变化(K或°C)
低v高比热容
- 如果一种物质有低比热容,它迅速升温和降温
- 如果一种物质有高比热容,加热缓慢,冷却缓慢
- 不同物质的比热容决定了它们对特定用途的有用程度。为厨房电器选择最好的材料
各种物质比热容的数值表
- 良好的导电体,如铜和铅,是优秀的指挥家由于他们的热量低比热容
工作的例子
水壶的额定功率为1.7千瓦。在25°C下倒入650克的液体。When the kettle is switched on, it takes 3.5 minutes to start boiling.Calculate the specific heat capacity of the liquid.
步骤1:根据功率和时间计算能量
能量=功率×时间
功率= 1.7 kW = 1.7 × 103.W
时间= 3.5分钟= 3.5 × 60 = 210秒
能量= 1.7 × 103.× 210 = 3.57 × 105J
第二步:热能方程
Δ问=mcΔθ
步骤3:重新排列比热容
步骤4:代入数值
米= 650 g = 650 × 103公斤
Δθ= 100 - 25 = 75oC
考试技巧
无论温度单位是摄氏度还是开尔文,温度差Δθ都是完全相同的。因此,不需要在两者之间进行转换,因为区别这两个单位的温度是相同的。
连续流
- 流体的比热容可以用连续流动量热计来计算
- 流体在加热元件上连续流动,在加热元件上能量被传递给流体
- 假定从装置传递到周围环境的热量是恒定的
- 在本实验中,改变流量和电位差,保持流体的温度变化不变
连续流动量热计
- 流体流过电热丝。流体的温升是用电温度计测量的,计算方法是:
Δθ=T2- - - - - -T1
- 为了求出流体的质量,记录流速并乘以所用时间t给出流入的流体的质量米1
- 当前的我电位差V也被记录下来
- 然后将流速改变为质量m2并且电源的电位差被改变所以温差Δθ保持不变
- 比热容是通过假设对周围环境的热损失是恒定的两种流量来计算的
- 对于第一次流量,及时提供给流体的电能t1是:
我1V1t1=问1=米1cΔθ+E失去了
- 在哪里E失去了热能流失到周围环境了吗
- 第二流量为:
我2V2t2=问2=米2cΔθ+E失去了
- 自E失去了假设相同,则用第二个流量方程减去第一个流量方程得到:
我2V2t2- - - - - -我1V1t1=问2- - - - - -问1= (米2- - - - - -米1)cΔθ
- 根据流体的比热容重新排列,c给出最终方程:
工作的例子
利用连续流动法在两次实验中测得的数据,计算液体的比热容:
- 每次实验时间= 40 s
- T1在两个实验中= 15ºC
- T2在两个实验中= 4ºC
- 在实验1中通过加热器的P.d,V1= 14.0 v
- 在实验2中,通过加热器的P.d,V2= 9.0 v
- 两个实验中加热器电流均为3.0 A
- 实验1中水流质量为,米1= 136.0克
- 实验2中水流质量为,米2= 73.0克
第一步:计算温度变化,Δθ
Δθ = 15 - 4 = 11ºc
2 .计算问2
问2=我2V2t2= 3.0 × 9.0 × 40 = 1080 j
第三步:计算问1
问1=我1V1t1= 3.0 × 14.0 × 40 = 1680 j
第四步:将数值代入比热容方程