Een van de fundamentele aspecten die zowel in de natuurkunde als in de scheikunde worden gebruikt, is soortelijke warmte. In het bijzonder de specifieke warmte van water het is zeer vereist in bijna elk type experiment. Allereerst moet u weten wat soortelijke warmte is en hoe belangrijk het is om deze waarde in water te kennen.
Daarom gaan we dit artikel wijden om u alles te vertellen wat u moet weten over de specifieke warmte van water en het belang ervan.
Wat is soortelijke warmte
Om een stof zijn temperatuur te laten verhogen, is een bepaalde hoeveelheid energie nodig. Deze hoeveelheid energie moet in de vorm van warmte worden gegeven. Dit is wat bekend staat als soortelijke warmte. Een andere naam waaronder het bekend is, is de specifieke warmtecapaciteit. Het is deze waarde die ons in staat stelt uit te leggen waarom een houten lepel langzamer en geleidelijker kan opwarmen dan een mentale lepel. Het verklaart ook de reden waarom we bepaalde materialen gebruiken om sommige gereedschappen en gebruiksvoorwerpen te kunnen bouwen volgens het gebruik dat wordt opgevoed.
Hiermee definiëren we in de natuurkunde als soortelijke warmte de hoeveelheid energie die moet worden overgedragen naar een eenheidsmassa van een stof om de temperatuur met één graad te verhogen De soortelijke warmte van water wordt bijna altijd als voorbeeld gebruikt. Dat wil zeggen, de hoeveelheid energie die nodig is om het water een graad hoger te kunnen verwarmen. We weten dat als 4182 joule energie wordt overgedragen op een kilogram water dat op kamertemperatuur is, die hoeveelheid water de temperatuur met één graad zal verhogen. Hieruit kunnen we de waarde afleiden dat de soortelijke warmte van water gelijk is aan 4182 joule per kilogram en graad.
Eenheden van soortelijke warmte van water
We weten dat de soortelijke warmte van water kan worden uitgedrukt in verschillende eenheden. Meestal De eenheden van energie, massa en temperatuur moeten worden weerspiegeld om in totaal weer te geven. In het internationale systeem van de eenheid hebben we de joule per kilogram die de massa is en kelvin dat de temperatuur is. In andere materialen is deze waarde anders omdat de soortelijke warmte van water wordt gebruikt als basis of referentie voor de rest van de waarden. De soortelijke warmte van staal is bijvoorbeeld 502 joule per kilogram en kelvin. Dit betekent dat er 502 joule energie nodig zal zijn om een kilo staal met één kelvin in temperatuur te laten stijgen.
Een andere manier om de soortelijke warmte van water of een ander materiaal uit te drukken, is in andere eenheden. Je kunt bijvoorbeeld calorieën per gram en graden Celsius instellen. We herhalen het voorbeeld van staal. In dit geval zou de soortelijke warmte 0.12 calorieën per gram en graden Celsius zijn. Dit betekent dat er 0.12 calorieën aan energie in de vorm van warmte nodig zijn om de temperatuur met één graad gram staal te kunnen verhogen.
hoofdkenmerken
Voordat u volledig in de specifieke warmte van water komt, is het noodzakelijk om goed te weten wat de kenmerken zijn. Het is een intensieve fysieke eigenschap die niet afhankelijk is van de hoeveelheid van de stof. Dit betekent dat, ongeacht de hoeveelheid stof die we hebben, dezelfde energie nodig is om de temperatuur te verhogen. Aan de andere kant kan de soortelijke warmte variëren bij verschillende temperaturen. Dit betekent dat de hoeveelheid energie die we moeten overbrengen om de temperatuur één graad te kunnen verhogen niet dezelfde is als die bij kamertemperatuur van 100 graden of 0 graden moet worden overgedragen. Het beste voorbeeld hiervan is de temperatuurafhankelijkheid van de soortelijke warmte van water. We zien dat bij verschillende temperaturen de soortelijke warmte van water varieert.
We kunnen zeggen dat het een eigenschap is die stoffen hebben en zo het is gerelateerd aan de hoeveelheid energie die nodig is om de temperatuur te verhogen. Een andere van de belangrijkste kenmerken van water is dat het een hoge soortelijke warmte heeft. Dit betekent dat om de temperatuur van het water te verhogen, ze veel warmte per massa-eenheid moeten opnemen.
De soortelijke warmte van water is afhankelijk van of het volume constant wordt gehouden of de druk constant wordt gehouden. Deze variabelen stellen ook andere waarden in, afhankelijk van deze omstandigheden. Als we verwijzen naar het volume van de stof, verwijzen we naar de isochore soortelijke warmte. Aan de andere kant, als we verwijzen naar constante druk, wijzen we erop dat isobare soortelijke warmte. Als we gaan oefenen, wordt dit verschil vooral gemaakt bij het werken met gassen en niet met vloeistoffen.
Belang van de soortelijke warmte van water
We weten dat onder standaardomstandigheden een kilogram water 1 kilocalorie nodig heeft om de temperatuur met 1 ºC te laten stijgen, dat wil zeggen 1 kcal / ° C • kg, wat overeenkomt met 4184 J / (K • kg) in het internationale systeem. We weten dat deze soortelijke warmte het hoogst is dan elke andere veel voorkomende stof. Als we in de zomer een bak met water in de volle zon zetten, kan deze verwarmd en warm zijn. Niettemin, het zal zijn temperatuur niet genoeg verhogen om er eieren in te koken of koken. Aan de andere kant, als we een metalen staaf plaatsen, is het waarschijnlijk dat u deze niet kunt nemen, omdat de temperatuur zo hoog zal zijn dat hij zal verbranden.
De soortelijke warmte van water is te wijten aan de waterstofbruggen waaruit watermoleculen zijn opgebouwd. Het is een soort interactie tussen moleculen die zo sterk is dat er veel energie voor nodig is om ze te laten trillen en hun temperatuur te verhogen. Waterstofbruggen zijn erg krachtig en het kost energie om het te laten bewegen. Om het water aan de kook te houden, moet daarom continu energie worden geleverd.
Het belang dat het heeft, wordt ook overgedragen in de meteorologie. Het feit dat water deze hoge jaarlijkse warmtecapaciteit heeft, is een merkwaardig feit, zo niet een belangrijke eigenschap die met name helpt bij het reguleren van het weer en klimaat in het algemeen. Door deze hoge soortelijke warmte te hebben, weten we dat grote watermassa's verantwoordelijk zijn voor het reguleren van extreme temperatuurschommelingen over de hele planeet. Zo niet, dan zou het klimaat waarschijnlijk niet dezelfde kenmerken hebben als het klimaat dat we vandaag kennen.
Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over de specifieke warmte van water en het belang ervan.