ความจุความร้อนและ kalorimetry
| English | ไทย |
|---|---|
| specific heat capacity/spəˈsɪfɪk hiːt kəˈpæsɪti/ | ความจุความร้อนจำเพาะ |
| calorimetry/ˌkælɔːˈrɪmətri/ | การวัดความร้อน |
ทำไมน้ำถึงร้อนยากมาก
- ทรายบนชายหาดทำให้เท้าคุณเจ็บ ในขณะที่ทะเลยังคงเย็น
- แสงแดดเท่ากัน, แต่อุณหภูมิต่างกันมหาศาล
- วัสดุบางชนิดดูดซับพลังงานมากต่อองศา; บางชนิดน้อย
- สูตรง่ายๆ บ่งบอกปริมาณได้อย่างแม่นยำ
ความจุความร้อนจำเพาะ
- ความจุความร้อนจำเพาะ (Specific heat capacity) คือพลังงานเพื่อให้ความร้อน 1 กรัม ขึ้น 1 องศา
- ของน้ำมีค่าสูง, ดังนั้นมันจึงร้อนและเย็นช้า
- ยิ่งมากเท่าไหร่, พลังงานต่อองศาก็ยิ่งแพงมากขึ้นเท่านั้น
ความจุความร้อนจำเพาะสูงของน้ำหมายความว่ามันต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ค่า $c$ สูงหมายถึงต้องใช้พลังงานมากต่อหนึ่งองศา
สารที่มีความจุความร้อนจำเพาะสูงจะอุ่นขึ้น ____ กว่าสารที่มีความจุความร้อนจำเพาะต่ำ
ความจุความร้อนจำเพาะสูงหมายถึงพลังงานมากต่อองศา ดังนั้นอุ่นช้าลง
สมการความร้อน
- ความร้อนที่ถูกดูดหรือปล่อยคือ:
- ที่นี่ $m$ คือมวล, $c$ คือความจุความร้อนจำเพาะ, และ $\Delta T$ คือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ใน $q = mc\Delta T$ สัญลักษณ์ $\Delta T$ คือ...
ใช้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์
โลหะดูด $500\ \text{J}$, อุ่น $50\ \text{g}$ ขึ้น $20$ องศา. ความจุความร้อนจำเพาะของ nó $c$ (เป็น J/g ต่อองศา, 2 ตำแหน่งทศนิยม)?
$c = q/(m\Delta T) = 500/(50\times20) = 0.5$.
การวัดความร้อนด้วยเครื่องวัดความร้อน (Calorimetry)
- การวัดความร้อนด้วยเครื่องวัดความร้อน (Calorimetry) วัดความร้อนโดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
- ความร้อนที่物体หนึ่งสูญเสียเท่ากับความร้อนที่物体อื่นได้รับ
- ความสมดุลนี้ช่วยให้เราหาปริมาณที่ไม่ทราบค่าได้
ความร้อนที่ใช้เพื่อให้ความร้อนน้ำ
ความร้อนที่ต้องการขึ้นอยู่กับมวล ความจุความร้อนจำเพาะ และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (q = mcΔT)
ใน calorimetry, ความร้อนที่สูญเสียจากวัตถุร้อนเท่ากับความร้อน...
พลังงานถูกอนุรักษ์ -- ความร้อนที่เสียเท่ากับความร้อนที่ได้รับ
ความร้อน $200\ \text{g}$ ของน้ำ ($c = 4.18$) ขึ้น $10$ องศา. ใช้ความร้อนเท่าไหร่?
- $q = mc\Delta T = 200 \times 4.18 \times 10$.
- $q = 8360\ \text{J}$.
ความร้อน $100\ \text{g}$ ของน้ำ ($c = 4.18$) ขึ้น $5$ องศา ความร้อน (เป็น J) คืออะไร?
$q = mc\Delta T = 100 \times 4.18 \times 5 = 2090\ \text{J}$.
ใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (change) ($\Delta T$), ไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์, ใน $q = mc\Delta T$. ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำที่สูงเป็นเหตุผลที่ทำให้มันต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และใน calorimetry, ความร้อนที่物体ร้อนสูญเสียเท่ากับความร้อนที่物体เย็นได้รับ, เพราะพลังงานถูกอนุรักษ์
ความจุความร้อนจำเพาะ คือพลังงานที่ใช้เพื่อเพิ่มอุณหภูมิ 1 กรัม ขึ้น 1 องศา และความร้อนคือ $q = mc\Delta T$ (โดยใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ) การวัดค่าความร้อน วัดความร้อนจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ โดยใช้กฎที่ว่าความร้อนที่สูญเสียเท่ากับความร้อนที่ได้รับ