Jedním ze základních aspektů používaných ve fyzice i chemii je specifické teplo. Konkrétně měrné teplo vody je velmi žádaný téměř u každého typu experimentu. První věcí, kterou musíte udělat, je vědět, co je to specifické teplo, a znát důležitost znalosti této hodnoty ve vodě.
Proto se budeme věnovat tomuto článku, abychom vám řekli vše, co potřebujete vědět o specifickém teple vody a jeho důležitosti.
Co je měrné teplo
Aby látka zvýšila svoji teplotu, je zapotřebí určité množství energie. Toto množství energie musí být dodáno ve formě tepla. Toto je známé jako specifické teplo. Další název, pod kterým je znám, je měrná tepelná kapacita. Právě tato hodnota nám umožňuje vysvětlit, proč se dřevěná lžíce může ohřívat pomaleji a progresivněji než mentální lžíce. Vysvětluje také důvod, proč používáme určité materiály, abychom byli schopni postavit některé nástroje a náčiní podle použití, které je určeno.
Tím definujeme ve fyzice jako specifické teplo množství energie, které se musí přenést na jednotkovou hmotnost látky, aby se zvýšila její teplota o jeden stupeň. Specifické teplo vody se téměř vždy používá jako příklad. To znamená, že množství energie, které je potřeba k tomu, aby bylo možné ohřát vodu o jeden stupeň její teploty. Víme, že pokud se 4182 joulů energie přenese na kilogram vody, která má pokojovou teplotu, toto množství vody zvýší její teplotu o jeden stupeň. Z toho můžeme získat hodnotu, že měrné teplo vody se rovná 4182 joulům na kilogram a stupeň.
Jednotky měrného tepla vody
Víme, že měrné teplo vody lze vyjádřit v různých jednotkách. Obvykle Jednotky energie, hmotnosti a teploty se musí odrážet, aby se odrazily celkem. V mezinárodním systému jednotky máme jouly na kilogram, což je hmotnost a kelvin, což je teplota. V jiných materiálech je tato hodnota odlišná, protože specifické teplo vody se používá jako základ nebo referenční hodnota pro zbývající hodnoty. Například měrné teplo oceli je 502 joulů na kilogram a kelvin. To znamená, že na kilogram oceli bude zapotřebí 502 joulů energie, aby se zvýšila teplota o jeden kelvin.
Další způsob, jak vyjádřit měrné teplo vody nebo jiného materiálu, je v jiných jednotkách. Můžete například nastavit kalorie na gram a stupně Celsia. Opakujeme příklad oceli. V tomto případě by specifické teplo bylo 0.12 kalorií na gram a stupně Celsia. To znamená, že pro zvýšení teploty o jeden stupeň gramu oceli je zapotřebí 0.12 kalorií energie ve formě tepla.
Hlavní charakteristiky
Před úplným vstupem do specifického tepla vody je nutné dobře vědět, jaké jsou jeho vlastnosti. Je to intenzivní fyzikální vlastnost, která nezávisí na množství látky. To znamená, že bez ohledu na množství látky, kterou máme, je ke zvýšení její teploty zapotřebí stejná energie. Na druhou stranu se specifické teplo může při různých teplotách lišit. To znamená, že množství energie, které budeme potřebovat k přenosu, abychom mohli zvýšit teplotu o jeden stupeň, není stejné, jaké je nutné přenášet při pokojové teplotě, která je 100 stupňů nebo 0 stupňů. Nejlepším příkladem je teplotní závislost měrného tepla vody. Vidíme, že při různých teplotách se specifické teplo vody mění.
Můžeme říci, že je to vlastnost, kterou mají látky a to souvisí to s množstvím energie potřebné ke zvýšení jeho teploty. Další z nejvýznamnějších charakteristik vody je, že má vysoké měrné teplo. To znamená, že aby zvýšili teplotu vody, musí absorbovat hodně tepla na jednotku hmotnosti.
Specifické teplo vody se liší podle toho, zda je udržován konstantní objem nebo konstantní tlak. Tyto proměnné také nastavují další hodnoty v závislosti na těchto podmínkách. Když odkazujeme na objem látky, odkazujeme na isochorické měrné teplo. Na druhou stranu, pokud mluvíme o konstantním tlaku, poukazujeme na to, že izobarické specifické teplo. Pokud půjdeme do praxe, je tento rozdíl hlavně při práci s plyny a ne s kapalinami.
Význam měrného tepla vody
Víme, že za standardních podmínek potřebuje kilogram vody 1 kilokalorie, aby její teplota vzrostla o 1 ° C, tj. 1 kcal / ° C • kg, což odpovídá 4184 J / (K • kg) v mezinárodním systému. Víme, že toto specifické teplo je nejvyšší než jakákoli jiná běžná látka. Pokud v létě dáme umyvadlo s vodou na plné slunce, může být vyhřívané a teplé. Nicméně, nezvýší dostatečně teplotu, aby v ní vařila nebo vařila vejce. Na druhou stranu, pokud umístíme kovovou tyč, je pravděpodobné, že ji nebudete moci vzít, protože její teplota bude tak vysoká, že bude hořet.
Specifické teplo vody je způsobeno vodíkovými vazbami, ze kterých jsou vyrobeny molekuly vody. Jedná se o druh interakce mezi molekulami, který je tak silný, že je nutné poskytnout spoustu energie, aby byly vibrovány a zvýšily jejich teplotu. Vodíkové vazby jsou velmi silné a jejich pohyb vyžaduje energii. Proto udržování varu vody vyžaduje nepřetržité dodávání energie.
Důležitost, kterou má, se přenáší také v meteorologii. Skutečnost, že voda má tuto vysokou roční tepelnou kapacitu, je kuriózní fakt, pokud ne důležitá vlastnost, která zejména pomáhá regulovat počasí a podnebí obecně. Tím, že máme toto vysoké měrné teplo, víme, že velké vodní útvary jsou odpovědné za regulaci extrémních výkyvů teploty na celé planetě. Pokud ne, klima by pravděpodobně nemělo stejné vlastnosti, jaké známe dnes.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o měrném ohřevu vody a jeho důležitosti.