L'un des aspects fondamentaux utilisés à la fois en physique et en chimie est la chaleur spécifique. Plus précisément, le chaleur spécifique de l'eau il est hautement nécessaire dans presque tous les types d'expériences. La première chose à faire est de savoir ce qu'est la chaleur spécifique et de connaître l'importance de connaître cette valeur dans l'eau.
Par conséquent, nous allons dédier cet article pour vous dire tout ce que vous devez savoir sur la chaleur spécifique de l'eau et son importance.
Qu'est-ce que la chaleur spécifique
Pour qu'une substance augmente sa température, une certaine quantité d'énergie est nécessaire. Cette quantité d'énergie doit être donnée sous forme de chaleur. C'est ce que l'on appelle la chaleur spécifique. Un autre nom sous lequel il est connu est la capacité thermique spécifique. C'est cette valeur qui nous permet d'expliquer pourquoi une cuillère en bois peut être chauffée plus lentement et progressivement qu'une cuillère mentale. Il explique également la raison pour laquelle nous utilisons certains matériaux pour pouvoir construire certains outils et ustensiles en fonction de l'usage qui en est fait.
Avec cela, nous définissons en physique comme chaleur spécifique la quantité d'énergie qui doit être transférée à une unité de masse de substance pour augmenter sa température d'un degré. La chaleur spécifique de l'eau est presque toujours utilisée comme exemple. Autrement dit, la quantité d'énergie nécessaire pour pouvoir chauffer l'eau d'un degré à sa température. Nous savons que si 4182 joules d'énergie sont transférés à un kilogramme d'eau à température ambiante, cette quantité d'eau augmentera sa température d'un degré. De cela, nous pouvons obtenir la valeur que la chaleur spécifique de l'eau est égale à 4182 joules par kilogramme et degré.
Unités de chaleur spécifique de l'eau
Nous savons que la chaleur spécifique de l'eau peut être exprimée en différentes unités. habituellement Les unités d'énergie, de masse et de température doivent être réfléchies pour refléter au total. Le système international de l'unité, nous avons le joule par kilogramme qui est la masse et le kelvin qui est la température. Dans d'autres matériaux, cette valeur est différente car la chaleur spécifique de l'eau est utilisée comme base ou référence pour le reste des valeurs. Par exemple, la chaleur spécifique de l'acier est de 502 joules par kilogramme et kelvin. Cela signifie que 502 joules d'énergie seront nécessaires pour qu'un kilogramme d'acier augmente sa température d'un kelvin.
Une autre façon d'exprimer la chaleur spécifique de l'eau ou d'un autre matériau consiste à utiliser d'autres unités. Par exemple, vous pouvez définir les calories par gramme et degrés Celsius. Nous répétons l'exemple de l'acier. Dans ce cas, la chaleur spécifique serait de 0.12 calories par gramme et degrés Celsius. Cela signifie qu'il faut 0.12 calories d'énergie sous forme de chaleur pour augmenter la température d'un degré d'un gramme d'acier.
Caractéristiques principales
Avant d'entrer pleinement dans la chaleur spécifique de l'eau, il est nécessaire de bien connaître ses caractéristiques. C'est un propriété physique intensive qui ne dépend pas de la quantité de la substance. Cela signifie que, quelle que soit la quantité de substance que nous avons, la même énergie est nécessaire pour augmenter sa température. D'autre part, la chaleur spécifique peut varier à différentes températures. Cela signifie que la quantité d'énergie que nous aurons besoin de transférer pour pouvoir augmenter la température d'un degré n'est pas la même que celle qui doit être transférée à une température ambiante de 100 degrés ou 0 degrés. Le meilleur exemple en est la dépendance à la température de la chaleur spécifique de l'eau. Nous voyons qu'à des températures différentes, la chaleur spécifique de l'eau varie.
On peut dire que c'est une propriété des substances et que il est lié à la quantité d'énergie nécessaire pour augmenter sa température. Une autre des caractéristiques les plus importantes de l'eau est qu'elle a une chaleur spécifique élevée. Cela signifie que pour augmenter la température de l'eau, ils doivent absorber beaucoup de chaleur par unité de masse.
La chaleur spécifique de l'eau est différente selon que le volume est maintenu constant ou que la pression est maintenue constante. Ces variables définissent également d'autres valeurs en fonction de ces conditions. Lorsque nous nous référons au volume de la substance, nous nous référons au chaleur spécifique isochore. D'autre part, si nous nous référons à une pression constante, nous signalons que la chaleur spécifique isobare. Si nous allons pratiquer, cette différence se fait principalement lorsque vous travaillez avec des gaz et non avec des liquides.
Importance de la chaleur spécifique de l'eau
Nous savons que dans des conditions standard, un kilogramme d'eau a besoin de 1 kilocalorie pour que sa température augmente de 1 ºC, soit 1 kcal / ° C • kg, ce qui équivaut à 4184 J / (K • kg) dans le système international. Nous savons que cette chaleur spécifique est la plus élevée que toute autre substance commune. Si nous mettons un bassin avec de l'eau en plein soleil en été, il peut être chauffé et chaud. Cependant, Il n'augmentera pas suffisamment sa température pour y faire bouillir ou cuire des œufs. En revanche, si nous plaçons une barre métallique, il est probable que vous ne puissiez pas la prendre car sa température sera si élevée qu'elle brûlera.
La chaleur spécifique de l'eau est due aux liaisons hydrogène qui composent les molécules d'eau. C'est un type d'interaction entre molécules qui est si fort qu'il est nécessaire de leur fournir beaucoup d'énergie pour les faire vibrer et augmenter leur température. Les liaisons hydrogène sont très puissantes et il faut de l'énergie pour la faire bouger. Par conséquent, maintenir l'eau bouillante nécessite de fournir de l'énergie en permanence.
Son importance se transmet également en météorologie. Le fait que l'eau ait cette capacité thermique annuelle élevée est un fait curieux sinon un propriété importante qui contribue notamment à réguler le temps et le climat en général. En ayant cette chaleur spécifique élevée, nous savons que les grandes masses d'eau sont responsables de la régulation des fluctuations extrêmes de température sur toute la planète. Sinon, le climat n'aurait probablement pas les mêmes caractéristiques que celui que nous connaissons aujourd'hui.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur la chaleur spécifique de l'eau et son importance.