Eden temeljnih vidikov, ki se uporablja tako v fiziki kot v kemiji, je specifična toplota. Natančneje, specifična toplota vode zelo zahtevan je pri skoraj vseh vrstah poskusov. Najprej je treba vedeti, kaj je specifična toplota in kako pomembno je poznati to vrednost v vodi.
Zato bomo temu članku posvetili vse, kar morate vedeti o specifični toploti vode in njenem pomenu.
Kaj je specifična toplota
Da snov poveča svojo temperaturo, je potrebna določena količina energije. To količino energije je treba dati v obliki toplote. To je tisto, kar je znano kot specifična toplota. Drugo ime, po katerem je znano, je specifična toplotna zmogljivost. Prav ta vrednost nam omogoča, da razložimo, zakaj se lahko lesena žlica segreva počasneje in postopneje kot miselna žlica. Pojasnjuje tudi razlog, zakaj uporabljamo določene materiale, da lahko izdelamo nekatera orodja in pripomočke glede na uporabo, ki jo želimo dati.
S tem v fiziki definiramo specifično toploto količina energije, ki jo je treba prenesti na enoto mase snovi, da se njena temperatura poveča za eno stopinjo. Kot primer je skoraj vedno uporabljena specifična toplota vode. To pomeni količino energije, ki je potrebna za ogrevanje vode eno stopinjo temperature. Vemo, da če 4182 džulov energije prenesemo na kilogram vode, ki je sobne temperature, bo ta količina vode zvišala temperaturo za eno stopinjo. Iz tega lahko dobimo vrednost, da je specifična toplota vode enaka 4182 džulov na kilogram in stopinjo.
Enote specifične toplote vode
Vemo, da lahko specifično toploto vode izrazimo v različnih enotah. Običajno Enote energije, mase in temperature se morajo odražati, da se odražajo v celoti. Mednarodni sistem enote ima džul na kilogram, ki je masa, in kelvin, ki je temperatura. V drugih materialih je ta vrednost drugačna, saj se specifična toplota vode uporablja kot osnova ali referenca za ostale vrednosti. Na primer, specifična toplota jekla je 502 džul na kilogram in kelvin. To pomeni, da bo za kilogram jekla za povečanje temperature za en kelvin potrebno 502 džulov energije.
Drug način izražanja specifične toplote vode ali drugega materiala je v drugih enotah. Na primer, lahko nastavite kalorije na gram in stopinje Celzija. Ponavljamo primer jekla. V tem primeru bi bila specifična toplota 0.12 kalorije na gram in stopinje Celzija. To pomeni, da je v obliki toplote potrebno 0.12 kalorije energije, da lahko temperaturo zvišamo za eno stopinjo grama jekla.
Glavne značilnosti
Preden v celoti vstopimo v specifično toploto vode, moramo dobro vedeti, kakšne so njene značilnosti. Je intenzivne fizikalne lastnosti, ki niso odvisne od količine snovi. To pomeni, da je ne glede na količino snovi, ki jo imamo, potrebna enaka energija za povečanje njene temperature. Po drugi strani pa se lahko specifična toplota razlikuje pri različnih temperaturah. To pomeni, da količina energije, ki jo bomo morali prenesti, da bomo lahko dvignili temperaturo za eno stopinjo, ni enaka tisti, ki jo moramo prenesti pri sobni temperaturi, ki je 100 stopinj ali 0 stopinj. Najboljši primer za to je temperaturna odvisnost specifične toplote vode. Vidimo, da se pri različnih temperaturah specifična toplota vode spreminja.
Lahko rečemo, da je to lastnost, ki jo imajo snovi in to povezan je s količino energije, ki je potrebna za povečanje temperature. Druga najpomembnejša značilnost vode je, da ima visoko specifično toploto. To pomeni, da morajo za povečanje temperature vode absorbirati veliko toplote na enoto mase.
Specifična toplota vode je različna, odvisno od tega, ali je prostornina konstantna ali tlak konstanten. Te spremenljivke določajo tudi druge vrednosti, odvisno od teh pogojev. Ko se sklicujemo na količino snovi, se nanaša na izohorna specifična toplota. Po drugi strani pa, če se sklicujemo na konstanten tlak, poudarimo, da je izobarska specifična toplota. Če gremo vaditi, se ta razlika razlikuje predvsem pri delu s plini in ne s tekočinami.
Pomen specifične toplote vode
Vemo, da v običajnih pogojih kilogram vode potrebuje 1 kilokalorijo, da se temperatura dvigne za 1 ºC, to je 1 kcal / ° C • kg, kar je enakovredno 4184 J / (K • kg) v mednarodnem sistemu. Vemo, da je ta specifična toplota največja od katere koli druge običajne snovi. Če postavimo kotliček z vodo poleti na sonce, je lahko ogrevan in topel. Vendar Temperature ne bo zvišala dovolj, da bi v njej zavrela ali skuhala jajca. Če pa postavimo kovinsko palico, je verjetno ne boste mogli vzeti, saj bo njena temperatura tako visoka, da bo zgorela.
Specifična toplota vode je posledica vodikovih vezi, iz katerih so sestavljene molekule vode. To je vrsta interakcije med molekulami, ki je tako močna, da zahteva veliko energije, da zavibrirajo in zvišajo temperaturo. Vodikove vezi so zelo močne in za njegovo gibanje je potrebna energija. Zato ohranjanje vrenja vode zahteva neprekinjeno dovajanje energije.
Pomen, ki ga ima, se prenaša tudi v meteorologiji. Dejstvo, da ima voda tako visoko letno toplotno zmogljivost, je nenavadno dejstvo, če že ne pomembna lastnost, ki zlasti pomaga uravnavati vreme in podnebje na splošno. S tako visoko specifično toploto vemo, da so velika vodna telesa odgovorna za uravnavanje ekstremnih nihanj temperature po vsem planetu. Če ne, podnebje verjetno ne bi imelo enakih značilnosti, kot jih poznamo danes.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o specifični toploti vode in njenem pomenu.