En av de grundläggande aspekterna som används i både fysik och kemi är specifik värme. Specifikt, den specifik vattenvärme det krävs mycket i nästan alla typer av experiment. Det första du ska göra är att veta vad specifik värme är och att veta vikten av att känna till detta värde i vatten.
Därför kommer vi att ägna den här artikeln för att berätta allt du behöver veta om den specifika värmen av vatten och dess betydelse.
Vad är specifik värme
För att ett ämne ska öka temperaturen krävs en viss mängd energi. Denna mängd energi måste ges i form av värme. Detta är vad som kallas specifik värme. Ett annat namn som det är känt för är den specifika värmekapaciteten. Det är detta värde som gör det möjligt för oss att förklara varför en träsked kan värmas långsammare och progressivt än en mental sked. Det förklarar också anledningen till att vi använder vissa material för att kunna bygga några verktyg och redskap enligt den användning som höjs för att ge.
Med detta definierar vi i fysik som specifik värme mängden energi som måste överföras till en enhetsmassa av ämnet för att öka dess temperatur med en grad. Den specifika värmen av vatten används nästan alltid som ett exempel. Det vill säga den mängd energi som behövs för att kunna värma vattnet en grad i dess temperatur. Vi vet att om 4182 joule energi överförs till ett kilo vatten i rumstemperatur, kommer den mängden vatten att höja temperaturen med en grad. Från detta kan vi få värdet att den specifika vattenvärmen är lika med 4182 joule per kilogram och grad.
Enheter med specifik vattenvärme
Vi vet att den specifika värmen på vatten kan uttryckas i olika enheter. Vanligtvis Enheterna energi, massa och temperatur måste återspeglas för att återspegla totalt. Enhetens internationella system har joule per kilogram som är massan och kelvin som är temperaturen. I andra material är detta värde annorlunda eftersom den specifika värmen på vatten används som bas eller referens för resten av värdena. Till exempel är stålets specifika värme 502 joule per kilogram och kelvin. Detta innebär att 502 joule energi kommer att behövas för ett kilo stål för att öka temperaturen med en kelvin.
Ett annat sätt att uttrycka den specifika värmen från vatten eller annat material är i andra enheter. Du kan till exempel ställa in kalorier per gram och grader Celsius. Vi upprepar exemplet med stål. I det här fallet skulle den specifika värmen vara 0.12 kalorier per gram och grader Celsius. Detta innebär att 0.12 kalorier energi krävs i form av värme för att öka temperaturen med en grad av ett gram stål.
Huvudegenskaper
Innan du går in i den specifika värmen av vatten är det nödvändigt att veta väl vad dess egenskaper är. Det är en intensiv fysisk egenskap som inte beror på ämnets mängd. Det betyder att, oavsett mängden ämne vi har, behövs samma energi för att öka temperaturen. Å andra sidan kan den specifika värmen variera vid olika temperaturer. Det betyder att mängden energi som vi kommer att behöva överföra för att kunna höja temperaturen en grad inte är densamma som måste överföras vid rumstemperatur som är 100 grader eller 0 grader. Det bästa exemplet för detta är temperaturberoendet för den specifika vattenvärmen. Vi ser att vid olika temperaturer varierar den specifika värmen på vatten.
Vi kan säga att det är en egenskap som ämnen har och som det är relaterat till mängden energi som krävs för att öka temperaturen. En annan av de viktigaste egenskaperna som vatten har är att det har en hög specifik värme. Detta innebär att de måste absorbera mycket värme per massenhet för att öka temperaturen på vattnet.
Den specifika värmen på vatten är olika beroende på om volymen hålls konstant eller trycket hålls konstant. Dessa variabler ställer också in andra värden beroende på dessa förhållanden. När vi hänvisar till ämnets volym hänvisar vi till isokorisk specifik värme. Å andra sidan, om vi hänvisar till konstant tryck, påpekar vi att den isobara specifika värmen. Om vi går till träning görs denna skillnad främst när vi arbetar med gaser och inte med vätskor.
Betydelsen av den specifika vattenvärmen
Vi vet att ett kilogram vatten under standardförhållanden behöver 1 kilokalori för att temperaturen ska stiga 1 ºC, det vill säga 1 kcal / ° C • kg, vilket motsvarar 4184 J / (K • kg) i det internationella systemet. Vi vet att denna specifika värme är den högsta än någon annan vanlig substans. Om vi sätter ett handfat med vatten i full sol på sommaren kan det värmas och vara varmt. Ändå, det kommer inte att öka temperaturen tillräckligt för att koka eller laga ägg i den. Å andra sidan, om vi placerar en metallstång är det troligt att du inte kommer att kunna ta den eftersom dess temperatur kommer att vara så hög att den kommer att brinna.
Vattnets specifika värme beror på vätebindningarna som vattenmolekylerna är gjorda av. Det är en typ av interaktion mellan molekyler som är så stark att det är nödvändigt att ge mycket energi för att få dem att vibrera och öka temperaturen. Vätebindningar är mycket kraftfulla och det krävs energi för att få det att röra sig. För att hålla vattnet kokande krävs därför kontinuerlig tillförsel av energi.
Betydelsen den har överförs också i meteorologin. Det faktum att vatten har denna höga årliga värmekapacitet är ett märkligt faktum om inte en viktig egenskap som särskilt hjälper till att reglera väder och klimat i allmänhet. Genom att ha denna höga specifika värme vet vi att stora vattenkroppar är ansvariga för att reglera extrema fluktuationer i temperaturen över hela planeten. Om inte, skulle klimatet förmodligen inte ha samma egenskaper som det vi känner idag.
Jag hoppas att du med den här informationen kan lära dig mer om vattnets specifika värme och dess betydelse.