어금니 용량은 물질의 1 몰 온도를 1 단위로 높이는 데 필요한 열량이며, 열 용량을 총 두더지 수로 나누어 계산됩니다.
팬을 사용하는 동안 왜 우리가 화상을 입지 않는지 궁금한 적이 있습니까?
물론, 우리를 보호하는 것은 손잡이이지만 왜 팬 자체만큼 뜨거워지지 않습니까? 결국, 그것은 같은 양의 열에 노출됩니다.
우선, 팬 핸들은 일반적으로 플라스틱이므로 열이 열악하다는 것을 의미합니다. 또한, 같은 양의 열 노출이 주어지면, 플라스틱 손잡이의 온도 상승은 금속 부분의 상승보다 훨씬 적습니다. 이것은 팬이 만든 금속에 비해 손잡이의 고열 용량에 기인합니다.
.열 용량은 주어진 물질의 온도를 한 단위로 높이는 데 필요한 열 에너지의 양으로 정의됩니다. 비열 용량 및 어금니 열 용량은 재료의 열 용량에서 파생 된 특성입니다.
손잡이의 높은 열 용량으로 인해 팬 자체만큼 뜨거워지지 않습니다 (사진 크레디트 :Kzenon/Shutterstock)
비열 및 어금니 비열
열 용량은 광범위한 속성입니다. 즉, 물질의 양과 크기에 따라 다릅니다. 수정 된 형태의 열 용량 (비열 용량 또는 단순히 비열)은 일반적으로 물리학에서 사용됩니다. 비열은 물질의 양에 따라 다르지 않으므로 더 유용한 속성입니다.
비열은 물질의 질량 단위를 1 단위로 올리는 데 필요한 열량으로 정의됩니다. 수학적으로, 그것은 물질의 열 용량을 질량으로 나눈 것입니다. 비열의 공식은 다음과 같습니다.
여기서, C는 비열이며 단위 J/kg.k, C는 J/K의 물질의 열 용량이며, m은 킬로그램의 물질의 질량이다. 비열을 표현하는 데 사용되는 또 다른 매우 중요한 공식은 다음과 같습니다.
여기서도 C는 비열을 나타냅니다. ΔQ는 줄로의 열 에너지의 차이, m은 물질의 질량이고, ΔT는 켈빈의 온도 차이입니다.
.화학에서 - 물질의 양이 일반적으로 그램이 아닌 두더지로 측정되는 경우, 두더지를 포함시키기위한 열 용량의 정의와 공식을 수정하면 상황이 훨씬 쉬워집니다.
어금니 열 용량은 1 kelvin에 의해 1 몰의 물질을 올리는 데 필요한 열의 양으로 정의됩니다. 비열과 마찬가지로 어금니 열 용량은 집중적 인 특성입니다. 물질의 양에 따라 다릅니다.
수학적으로, 물질의 열 용량은 두더지의 수로 나뉘어져 있으며 다음과 같이 표현됩니다.
여기서는 CM은 어금니 열 용량 (J/K.Mol), C는 열 용량 (J/K)이고 N은 몰수 (MOL)입니다.
비열 및 어금니 열 용량은 물질의 양 또는 크기에 따라 다를 수 없지만 결정 방법에 따라 그 값이 변동합니다.
열 에너지가 물질, 특히 가스에 공급되면 온도 상승은 부피 또는 압력의 증가, 때로는 둘 다를 동반합니다. 이 현상은 Charles의 법과 Gay-Lussac의 법에 의해 설명됩니다.
CP, M &CV, M은 종종 일정한 압력 (동위 원소) 및 일정한 부피 (Isochoric)에서 측정 된 어금니 열 용량을 나타내는 데 사용됩니다.
일정한 압력에서 어금니 비열의 값은 항상 일정한 부피에서 측정 된 것보다 크다. 일정한 압력으로 공급되는 열은 작업을 생산하고 부피가 넓어지기 때문입니다. 대조적으로, 일정한 부피로 공급되는 열은 물질의 온도를 높이기 위해 완전히 사용됩니다.
CP 및 CV의 비율을 열 용량 비율 또는 단열 지수 (γ =CP/CV)라고하며 열역학에서 가역적 공정으로 작업 할 때 중요한 용어입니다. 한편, CP, M &CV, M의 차이는 UNVERNAL 가스 상수 R과 동일합니다. CP, M - CV, M =R은 Mayer의 관계라고합니다.
물질의 어금니 열 용량을 계산하는 방법?
물질의 열 용량과 그 후 비열 및 어금니 열 용량을 결정하는 것은 정확히 로켓 과학이 아닙니다. 값은 단순히 정의를 분해하고 개별 수량 (공급 또는 제거 된 열량, 초기 온도, 최종 온도, 질량 및 물질의 두더지 수)을 찾아 계산할 수 있으며, 공식의 각각의 장소에서이를 대체합니다.
.1 단계 :열 용량 찾기
이미 정의 된 바와 같이, 열 용량은 알려진 물질의 온도를 한 단위로 높이는 데 필요한 열량입니다. 정의는 다음과 같이 표현됩니다.
여기서, C는 열 용량이고, Q는 열 에너지를 나타내고, ΔT는 온도 차이입니다. ΔQ는 또한 q.
를 대체 할 수 있습니다ΔT는 T1-T2이고, 여기서 T1은 초기 온도이고, T2는 물질의 최종 온도입니다. 온도계를 사용하여 초기/시작 온도 T1을 줄임으로 시작하십시오. 또한 샘플 (m)의 무게를 측정하고 나중에 사용하기 위해 kg의 값을 기록하십시오.
.다음으로, 알려진 수량의 열 에너지 (Q)를 시스템에 공급하십시오. 열 에너지의 양은 줄라도 또는 칼로리로 나타날 수 있습니다. 열을 공급하면 온도가 안정화되고 최종 온도를 T2로 기록 할 때까지 기다립니다.
.섭씨 273.15를 섭씨 값 (0 ° C =273.15 k)에 추가하여 온도 값을 Kelvin으로 변환하십시오. 공급 된 열 에너지의 값이 칼로리로 제공되면 줄무늬로 변환하십시오. 칼로리의 열 에너지량을 4.184로 곱하여 줄무늬의 양을 얻습니다 (1 cal =4.184 줄)
.마지막으로, 열 용량 공식에서 Q, T1 및 T2의 값을 대체하십시오. 계산기를 잡거나 뇌를 사용하여 계산을 수행하고 샘플의 열 용량을 얻으십시오. 열 용량의 단위는 j/k입니다.
2 단계 :비열 용량 또는 비열 찾기
샘플의 열 용량을 질량 (C =C/M)으로 나누어 비열 용량 또는 비열을 쉽게 찾을 수 있습니다. 샘플의 비열을 얻기 위해 이전 단계에서 발견 된 C의 값을 이전 단계에서도 M의 값으로 나눕니다. 결과 수량은 단위 j/kg.k를 갖습니다
3 단계 :어금니 열 용량 결정
백업을 스크롤하고 어금니 열 용량 (CM =C/N)에 대한 공식을 보면 샘플의 두더지 수를 나타내는 'n'이라는 용어를 찾을 수 있습니다. 두더지의 수를 찾으려면 샘플의 양을 몰 질량으로 나눕니다.
이제 N을 발견 했으므로 FORMUL에서 열 용량 (C)과 몰수 (N)의 수를 대체하고 어금니 열 용량을 계산합니다.
어금니 열 용량을 결정하는 또 다른 방법은 샘플의 비열 (C)에 몰 질량 (M)에 곱하는 것입니다. 이 작업을 수행 할 때는 어금니 질량을 kg/mol로 변환하십시오.
대체 방법-열량계
를 사용합니다물질의 비열을 결정하는 또 다른 방법은 열량계를 사용하는 것입니다. 열량계는 내부 및 외부 용기, 교반기, 온도계, 단열재 등으로 구성된 과학 장치입니다.
내부 용기 또는 컵에는 비열이 결정되는 샘플 재료가 포함되어 있습니다. 물로 채워진 외부 용기의 중간에 배치됩니다.
절차는 물과 샘플 물질의 질량과 초기 온도에 주목하면서 시작됩니다.
열량계는 반응에서 열 흐름을 측정하는 데 사용됩니다. 이 기술을 열량 측정이라고합니다. (사진 크레딧 :Fouad A. Saad/Shutterstock)
그런 다음 샘플을 점화 와이어를 사용하여 가열합니다. 샘플의 온도가 외부 물의 온도 이상 상승함에 따라, 둘 사이의 열 전달이 시작됩니다. 어느 정도 시간이 지나면 전기 흐름이 꺼지고 물의 최종 온도와 샘플이 측정됩니다. 샘플 재료에 의해 손실 된 열 에너지는 외부 용기의 물에 의해 얻은 열과 같다. 우리는 이제 공식 ΔQ =mcΔT.
를 사용합니다.샘플의 경우 ΔQS =(mcΔT) s 및 물의 경우 ΔQW =(mcΔT) w.
그러나 ΔQS =ΔQW. 따라서 (mcδt) s =(mcΔt) w.
샘플 및 물의 질량 (MS 및 MW)의 값 (각각 MS 및 MW), 온도의 변화 (ΔTS =T1S-T2 및 ΔTW =T1W-T2W) 및 물의 비열 (CW)을 4.1796 kJ/kg.k로 대체하여 샘플의 비열 (CS)을 결정합니다. 물질의 비열이 발견되면 어금니 질량으로 곱하면 물질의 어금니 열 용량이 제공됩니다.
열 용량의 응용
물질의 열 용량은 물질이 어디서 사용될 수 있는지 결정합니다. 예를 들어,기구의 핸들 및 핸들은 사용자의 안전을 보장하기 위해 열 용량이 높은 재료로 제조됩니다. 반면, 온도계는 비열 용량이 낮은 재료로 제조되어 가장 작은 온도 변동조차 감지합니다.
이것의 또 다른 예는 엔진 냉각 시스템에서 물을 사용하는 것입니다. 물은 모든 액체의 비열 용량이 가장 높습니다. 같은 양의 열에 대해 수온의 상승이 최소화되어 냉각 액체/제에 이상적인 선택입니다.
더운 여름날에 주변 공기와 모래보다 더 시원하게 남아있는 해수 현상은 태양과 같은 양의 열에 노출 되더라도 열 용량의 개념에 의해 설명 될 수 있습니다. 물의 높은 열 용량은 지구의 기후와 수생 생물의 생존을 포함한 많은 자연적인 사건을 담당합니다!
