Jedným zo základných aspektov používaných vo fyzike aj v chémii je špecifické teplo. Konkrétne špecifické teplo vody je veľmi potrebný v takmer akomkoľvek type experimentu. Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je vedieť, čo je konkrétne teplo, a poznať dôležitosť poznania tejto hodnoty vo vode.
Preto sa budeme venovať tomuto článku, aby sme vám povedali všetko, čo potrebujete vedieť o špecifickom teple vody a jeho dôležitosti.
Čo je to špecifické teplo
Na to, aby látka zvýšila svoju teplotu, je potrebné určité množstvo energie. Toto množstvo energie sa musí dodávať vo forme tepla. Toto je známe ako špecifické teplo. Ďalším názvom, ktorý je známy, je špecifická tepelná kapacita. Práve táto hodnota nám umožňuje vysvetliť, prečo sa dá drevená lyžica ohrievať pomalšie a progresívnejšie ako lyžica mentálna. Vysvetľuje to tiež dôvod, prečo používame určité materiály, aby sme boli schopní zostaviť niektoré nástroje a náradie podľa spôsobu použitia, ktorý je určený na dané použitie.
Týmto definujeme vo fyzike špecifické teplo množstvo energie, ktoré sa musí preniesť na jednotkovú hmotnosť látky, aby sa zvýšila jej teplota o jeden stupeň. Merné teplo vody sa takmer vždy používa ako príklad. To znamená množstvo energie, ktoré je potrebné na to, aby sme mohli ohriať vodu o jeden stupeň. Vieme, že ak sa 4182 joulov energie prenesie na kilogram vody, ktorá má izbovú teplotu, toto množstvo vody zvýši jej teplotu o jeden stupeň. Z toho môžeme získať hodnotu, že merné teplo vody sa rovná 4182 joulov na kilogram a stupeň.
Jednotky špecifického tepla vody
Vieme, že špecifické teplo vody je možné vyjadriť v rôznych jednotkách. Spravidla Jednotky energie, hmotnosti a teploty sa musia odrážať, aby sa odrážali celkom. Medzinárodný systém jednotky máme joule na kilogram, čo je hmotnosť a kelvin, čo je teplota. V iných materiáloch je táto hodnota odlišná, pretože špecifické množstvo vody sa používa ako základ alebo referenčná hodnota pre ostatné hodnoty. Napríklad špecifické teplo ocele je 502 joulov na kilogram a kelvin. To znamená, že na jeden kilogram ocele bude potrebných 502 joulov energie, aby sa jej teplota zvýšila o jeden kelvin.
Ďalším spôsobom, ako vyjadriť špecifické teplo vody alebo iného materiálu, je v iných jednotkách. Môžete napríklad nastaviť kalórie na gram a stupne Celzia. Opakujeme príklad ocele. V tomto prípade by špecifické teplo bolo 0.12 kalórií na gram a stupne Celzia. To znamená, že na to, aby bolo možné zvýšiť teplotu o jeden stupeň gramu ocele, je potrebných 0.12 kalórie energie vo forme tepla.
kľúčové vlastnosti
Pred úplným vstupom do špecifického tepla vody je potrebné dobre vedieť, aké sú jeho vlastnosti. Je to intenzívna fyzikálna vlastnosť, ktorá nezávisí od množstva látky. To znamená, že bez ohľadu na množstvo látky, ktorú máme, je na zvýšenie jej teploty potrebná rovnaká energia. Na druhej strane, špecifické teplo sa môže meniť pri rôznych teplotách. To znamená, že množstvo energie, ktoré budeme musieť preniesť, aby sme dokázali zvýšiť teplotu o jeden stupeň, nie je to isté, čo sa musí preniesť pri izbovej teplote, ktorá je 100 stupňov alebo 0 stupňov. Najlepším príkladom je teplotná závislosť špecifického tepla vody. Vidíme, že pri rôznych teplotách sa špecifické teplo vody mení.
Môžeme povedať, že je to vlastnosť, ktorú látky majú a to súvisí to s množstvom energie potrebnej na zvýšenie jeho teploty. Ďalšou z najvýznamnejších vlastností vody je, že má vysoké špecifické teplo. To znamená, že na zvýšenie teploty vody musia absorbovať veľa tepla na jednotku hmotnosti.
Merné teplo vody sa líši podľa toho, či je udržiavaný konštantný objem alebo konštantný tlak. Tieto premenné tiež stanovujú ďalšie hodnoty v závislosti od týchto podmienok. Keď hovoríme o objeme látky, hovoríme o izochorické špecifické teplo. Na druhej strane, ak hovoríme o konštantnom tlaku, poukazujeme na to, že izobarické špecifické teplo. Pokiaľ pôjdeme do praxe, tento rozdiel sa robí hlavne pri práci s plynmi a nie s kvapalinami.
Dôležitosť špecifického tepla vody
Vieme, že za štandardných podmienok kilogram vody potrebuje na zvýšenie teploty o 1 ºC 1 kilokalóriu, to znamená 1 kcal / ° C • kg, čo je v medzinárodnom systéme ekvivalentné 4184 XNUMX J / (K • kg). Vieme, že toto špecifické teplo je najvyššie ako ktorákoľvek iná bežná látka. Ak v lete postavíme umývadlo s vodou na plné slnko, bude sa môcť zohriať a zahriať. Avšak Nezvýši dostatočne jeho teplotu, aby v nej uvarila alebo uvarila vajcia. Na druhú stranu, ak umiestnime kovovú tyč, je pravdepodobné, že ju nebudete môcť vziať, pretože jej teplota bude taká vysoká, že horí.
Merné teplo vody je spôsobené vodíkovými väzbami, z ktorých sú vyrobené molekuly vody. Je to druh interakcie medzi molekulami, ktorý je taký silný, že je potrebné poskytnúť veľa energie na to, aby vibrovali a zvýšili ich teplotu. Vodíkové väzby sú veľmi silné a na ich pohyb je potrebná energia. Preto udržanie varu vody vyžaduje nepretržitý prísun energie.
Dôležitosť, ktorú má, sa prenáša aj v meteorológii. Skutočnosť, že voda má túto vysokú ročnú tepelnú kapacitu, je zvláštnym faktom, ak nie a dôležitá vlastnosť, ktorá predovšetkým pomáha regulovať počasie a podnebie všeobecne. Vďaka tomuto vysokému špecifickému teplu vieme, že veľké vodné útvary sú zodpovedné za reguláciu extrémnych výkyvov teploty na celej planéte. Ak nie, klíma by pravdepodobne nemala rovnaké vlastnosti ako tá, ktorú poznáme dnes.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o špecifickom teple vody a jeho dôležitosti.