Viens no fundamentālajiem aspektiem, ko izmanto gan fizikā, gan ķīmijā, ir specifiskais siltums. Konkrēti īpatnējais ūdens siltums tas ir ļoti nepieciešams gandrīz jebkura veida eksperimentos. Vispirms ir jāzina, kas ir īpašs siltums, un jāzina, cik svarīgi ir zināt šo vērtību ūdenī.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visu, kas jums jāzina par specifisko ūdens siltumu un tā nozīmi.
Kas ir īpatnējais siltums
Lai viela paaugstinātu temperatūru, nepieciešams noteikts enerģijas daudzums. Šis enerģijas daudzums jādod siltuma veidā. Tas ir tas, ko sauc par īpatnējo siltumu. Vēl viens nosaukums, ar kuru tas ir zināms, ir īpašā siltuma jauda. Tieši šī vērtība ļauj mums izskaidrot, kāpēc koka karote var sakarst lēnāk un pakāpeniskāk nekā garīgā karote. Tas arī izskaidro iemeslu, kāpēc mēs izmantojam noteiktus materiālus, lai varētu veidot dažus instrumentus un piederumus atbilstoši lietojumam, kas tiek dots.
Ar to mēs fizikā definējam kā specifisku siltumu enerģijas daudzums, kas jāpārnes uz vielas masas vienību, lai paaugstinātu tā temperatūru par vienu grādu. Gandrīz vienmēr kā piemērs tiek izmantots ūdens īpatnējais siltums. Tas ir, enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai ūdeni varētu sasildīt par vienu grādu tā temperatūrā. Mēs zinām, ka, pārnesot 4182 džoulus enerģijas, uz kilogramu ūdens, kas atrodas istabas temperatūrā, šis ūdens daudzums paaugstinās tā temperatūru par vienu grādu. No tā mēs varam iegūt vērtību, ka īpatnējais ūdens siltums ir vienāds ar 4182 džouliem uz kilogramu un grādu.
Ūdens īpatnējā siltuma vienības
Mēs zinām, ka ūdens īpatnējo siltumu var izteikt dažādās vienībās. Parasti Enerģijas, masas un temperatūras vienības jāatspoguļo, lai tās atspoguļotu kopumā. Starptautiskajā mērvienības sistēmā mums ir džouls uz kilogramu, kas ir masa, un kelvins - temperatūra. Citos materiālos šī vērtība atšķiras, jo īpatnējais ūdens siltums tiek izmantots kā pamats vai atskaite pārējām vērtībām. Piemēram, tērauda īpatnējais siltums ir 502 džouli uz kilogramu un kelvins. Tas nozīmē, ka, lai kilograms tērauda paaugstinātu tā temperatūru par vienu kelvinu, būs nepieciešami 502 džouli enerģijas.
Cits veids, kā izteikt ūdens vai cita materiāla īpatnējo siltumu, ir citās vienībās. Piemēram, jūs varat iestatīt kalorijas uz gramu un grādiem pēc Celsija. Mēs atkārtojam tērauda piemēru. Šajā gadījumā īpatnējais siltums būtu 0.12 kalorijas uz gramu un grādiem pēc Celsija. Tas nozīmē, ka siltuma veidā nepieciešamas 0.12 kalorijas enerģijas, lai paaugstinātu temperatūru par vienu gramu tērauda.
galvenās iezīmes
Pirms pilnībā nonākt īpašajā ūdens siltumā, ir labi jāzina, kādas ir tā īpašības. Tas ir intensīva fiziskā īpašība, kas nav atkarīga no vielas daudzuma. Tas nozīmē, ka neatkarīgi no vielas daudzuma, kas mums ir, tās temperatūras paaugstināšanai ir vajadzīga vienāda enerģija. No otras puses, īpatnējais siltums dažādās temperatūrās var atšķirties. Tas nozīmē, ka enerģijas daudzums, kas mums būs jāpārnes, lai varētu paaugstināt temperatūru par vienu grādu, nav tas pats, kas jāpārnes istabas temperatūrā, kas ir 100 grādi vai 0 grādi. Labākais piemērs tam ir ūdens īpatnējā siltuma atkarība no temperatūras. Mēs redzam, ka dažādās temperatūrās ūdens īpatnējais siltums mainās.
Mēs varam teikt, ka tā ir īpašība, kas piemīt vielām un tā tas ir saistīts ar enerģijas daudzumu, kas nepieciešams, lai paaugstinātu temperatūru. Vēl viena no ievērojamākajām ūdens īpašībām ir tā, ka tai ir augsts īpatnējais siltums. Tas nozīmē, ka, lai paaugstinātu ūdens temperatūru, viņiem jāuzņem daudz siltuma uz masas vienību.
Ūdens īpatnējais siltums ir atšķirīgs atkarībā no tā, vai tilpums tiek turēts nemainīgs vai spiediens tiek nemainīgs. Šie mainīgie nosaka arī citas vērtības atkarībā no šiem apstākļiem. Kad mēs atsaucamies uz vielas tilpumu, mēs atsaucamies uz izohora īpatnējais siltums. No otras puses, ja mēs atsaucamies uz pastāvīgu spiedienu, mēs norādām, ka izobariskais īpatnējais siltums. Ja mēs ejam praksē, šī atšķirība galvenokārt rodas, strādājot ar gāzēm, nevis ar šķidrumiem.
Ūdens īpatnējā siltuma nozīme
Mēs zinām, ka standarta apstākļos kilogramam ūdens ir vajadzīga 1 kilokalorija, lai tā temperatūra paaugstinātos par 1 ° C, tas ir, 1 kcal / ° C • kg, kas ir ekvivalents 4184 J / (K • kg) starptautiskajā sistēmā. Mēs zinām, ka šis specifiskais siltums ir visaugstākais nekā jebkura cita izplatīta viela. Ja vasarā mēs ieliekam baseinu ar ūdeni pilnā saulē, tas var būt apsildāms un silts. Tomēr tas nepaaugstinās tā temperatūru pietiekami, lai tajā vārītu vai pagatavotu olas. No otras puses, ja mēs ievietosim metāla stieni, visticamāk, jūs to nevarēsiet uzņemt, jo tā temperatūra būs tik augsta, ka tā sadegs.
Ūdens īpatnējais siltums ir saistīts ar ūdeņraža saitēm, no kurām tiek veidotas ūdens molekulas. Tas ir molekulu mijiedarbības veids, kas ir tik spēcīgs, ka tas prasa daudz enerģijas, lai tās vibrētu un paaugstinātu temperatūru. Ūdeņraža saites ir ļoti spēcīgas, un, lai tās kustētos, ir vajadzīga enerģija. Tāpēc, lai uzturētu ūdeni vārīšanās temperatūrā, nepārtraukti jāpiegādā enerģija.
Nozīme, kas tai ir, tiek nodota arī meteoroloģijā. Fakts, ka ūdenim ir tik liela gada siltuma jauda, ir kuriozs fakts, ja ne a svarīgs īpašums, kas īpaši palīdz regulēt laika apstākļus un klimatu kopumā. Ņemot vērā šo augsto īpatnējo siltumu, mēs zinām, ka lielas ūdenstilpes ir atbildīgas par ārkārtēju temperatūras svārstību regulēšanu visā planētā. Ja nē, klimatam, iespējams, nebūtu tādas pašas īpašības kā šodien.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par specifisko ūdens siltumu un tā nozīmi.