| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Конструирование 
Удельная теплоемкость воды: характеристики и значение
Один из фундаментальных аспектов, используемых как в физике, так и в химии, — теплоемкость.
В частности, удельная теплоемкость воды он крайне необходим практически в любом типе экспериментов. Первое, что нужно сделать, — это узнать, что такое удельная теплоемкость, и знать, как важно знать это значение в воде.
Поэтому мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам все, что вам нужно знать об удельной теплоте воды и ее важности.
Индекс
- 1 Что такое удельная теплоемкость
- 2 Единицы удельной теплоемкости воды
- 3 Características principales
- 4 Важность теплоемкости воды
Что такое удельная теплоемкость
Для повышения температуры вещества требуется определенное количество энергии. Это количество энергии необходимо отдавать в виде тепла. Это то, что известно как удельная теплоемкость. Другое название, под которым он известен, — это удельная теплоемкость. Именно это значение позволяет нам объяснить, почему деревянную ложку можно нагревать медленнее и быстрее, чем мысленную.
Это также объясняет причину, по которой мы используем определенные материалы, чтобы иметь возможность создавать некоторые инструменты и утварь в соответствии с предназначением.
При этом мы определяем в физике удельную теплоемкость количество энергии, которое должно быть передано единице массы вещества, чтобы повысить его температуру на один градус. В качестве примера почти всегда используется удельная теплоемкость воды. То есть количество энергии, необходимое для того, чтобы нагреть воду на один градус ее температуры. Мы знаем, что если 4182 джоуля энергии передать килограмму воды комнатной температуры, это количество воды повысит ее температуру на один градус. Отсюда мы можем получить значение, что удельная теплоемкость воды равна 4182 джоуля на килограмм и градус.
Единицы удельной теплоемкости воды
Мы знаем, что теплоемкость воды может быть выражена в разных единицах. Как правило Единицы энергии, массы и температуры должны быть отражены в сумме.
В международной системе единиц измерения: джоуль на килограмм — это масса, а кельвин — это температура. В других материалах это значение отличается, поскольку удельная теплоемкость воды используется в качестве основы или эталона для остальных значений. Например, удельная теплоемкость стали составляет 502 джоуля на килограмм и кельвин. Это означает, что на килограмм стали потребуется 502 джоуля энергии, чтобы повысить ее температуру на один градус Кельвина.
Другой способ выразить удельную теплоемкость воды или другого материала — в других единицах измерения. Например, вы можете установить количество калорий на грамм и градусы Цельсия. Повторяем пример со сталью. В этом случае удельная теплоемкость составит 0.12 калорий на грамм и градус Цельсия. Это означает, что 0.12 калории энергии требуется в виде тепла для повышения температуры на один градус грамма стали.
Características principales
Прежде чем полностью ввести удельную теплоемкость воды, необходимо хорошо знать ее характеристики.
Это интенсивное физическое свойство, не зависящее от количества вещества. Это означает, что независимо от количества вещества, которое у нас есть, для повышения его температуры требуется одна и та же энергия. С другой стороны, удельная теплоемкость может варьироваться при разных температурах. Это означает, что количество энергии, которое нам нужно передать, чтобы иметь возможность поднять температуру на один градус, не совпадает с количеством энергии, которое необходимо передать при комнатной температуре, которая составляет 100 или 0 градусов. Лучшим примером этого является температурная зависимость теплоемкости воды. Мы видим, что при разных температурах удельная теплоемкость воды меняется.
Можно сказать, что это свойство веществ и что это связано с количеством энергии, необходимой для повышения его температуры. Еще одна из наиболее важных характеристик воды — это ее высокая удельная теплоемкость. Это означает, что для повышения температуры воды им необходимо поглощать много тепла на единицу массы.
Удельная теплоемкость воды различается в зависимости от того, поддерживается ли постоянным объем или давление. Эти переменные также устанавливают другие значения в зависимости от этих условий. Когда мы говорим об объеме вещества, мы имеем в виду изохорная теплоемкость. С другой стороны, если мы говорим о постоянном давлении, мы указываем на изобарическую теплоемкость. Если обратиться к практике, это различие проявляется в основном при работе с газами, а не с жидкостями.
Важность теплоемкости воды
Мы знаем, что в стандартных условиях для килограмма воды требуется 1 килокалория, чтобы ее температура повысилась на 1 ° C, то есть 1 ккал / ° C • кг, что эквивалентно 4184 Дж / (K • кг) в международной системе. Мы знаем, что эта удельная теплоемкость выше, чем у любого другого обычного вещества. Если летом поставить таз с водой на солнце, он может нагреться и согреться. Тем не мение, Температура не повысится настолько, чтобы можно было варить или варить в нем яйца.
С другой стороны, если мы поместим металлический стержень, скорее всего, вы не сможете его взять, поскольку его температура будет настолько высокой, что он загорится.
Удельная теплоемкость воды обусловлена водородными связями, из которых состоят молекулы воды. Это настолько сильное взаимодействие между молекулами, что для их вибрации и повышения температуры требуется много энергии. Водородные связи очень сильны, и для их движения требуется энергия. Следовательно, поддержание кипения воды требует непрерывной подачи энергии.
Значение, которое он имеет, также передается в метеорологии. Тот факт, что вода обладает такой высокой годовой теплоемкостью, является любопытным фактом, если не важное свойство, которое помогает регулировать погоду и климат в целом. Имея такую высокую удельную теплоемкость, мы знаем, что большие водоемы ответственны за регулирование экстремальных колебаний температуры по всей планете. В противном случае климат, вероятно, не имел бы тех характеристик, которые мы знаем сегодня.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать об удельной теплоемкости воды и ее важности.
Удельная теплоемкость и вода
Школа водных наук
6 июня 2018 г.
Свойства воды Вопросы и ответы
Свойства воды Фотогалерея
Узнайте о свойствах воды с помощью изображений
Дом школы водных наук
Обзор
Наука
Мультимедиа
Вода обладает высокой удельной теплоёмкостью — она поглощает много тепла, прежде чем начнёт нагреваться. Вы можете не знать, как это влияет на вас, но удельная теплоемкость воды играет огромную роль в климате Земли и помогает определить пригодность для жизни многих мест по всему земному шару.
• Школа наук о воде ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА • Темы о свойствах воды •
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения.
Посетите СМИ, чтобы увидеть подробности.
Удельная теплоемкость воды частично отвечает за мягкий климат на юго-западном побережье Англии. Есть пляжи, как на пляже Порткресса в Силли, где растут тропические растения.
Кредит: Wikimedia
Удельная теплоемкость определяется количеством тепла, необходимым для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 градус Цельсия (°C). Вода имеет высокую удельную теплоемкость, а это означает, что для повышения температуры воды требуется больше энергии, чем для других веществ. Вот почему вода ценна для промышленности и используется в радиаторах автомобилей в качестве охлаждающей жидкости. Высокая удельная теплоемкость воды также помогает регулировать скорость изменения температуры воздуха, поэтому изменение температуры между сезонами происходит постепенно, а не резко, особенно вблизи океанов.
Эта же концепция может быть расширена до мирового масштаба. Океаны и озера помогают регулировать диапазоны температур, с которыми миллиарды людей сталкиваются в своих городах.
Вода вокруг городов или рядом с ними требует больше времени для нагрева и дольше для охлаждения, чем для суши, поэтому в городах у океанов, как правило, меньше изменений и менее экстремальных температур, чем в городах внутри страны. Это свойство воды является одной из причин, по которой штаты на побережье и в центре Соединенных Штатов могут так сильно различаться по температурным режимам. В штате Среднего Запада, таком как Небраска, зима будет холоднее, а лето жарче, чем в Орегоне, который находится на более высокой широте, но рядом с Тихим океаном.
Если летом оставить ведро с водой на солнце, она, конечно, нагреется, но не настолько, чтобы сварить яйцо. Но если вы пойдете босиком по черному асфальту улицы в южной части Соединенных Штатов в августе, вы обожжете ноги. Если бросить яйцо на металл капота моей машины в августовский день, получится яичница-глазунья. Металлы имеют гораздо более низкую удельную теплоемкость, чем вода. Если вы когда-нибудь держали иглу и помещали другой конец в пламя, вы знаете, как быстро игла нагревается и как быстро тепло передается по всей длине иглы к вашему пальцу.
С водой не так.
Почему важна теплоемкость
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы увидеть подробности.
Кредит: LENA15 | pixabay.com
Высокая удельная теплоемкость воды имеет большое значение для регулирования экстремальных явлений в окружающей среде. Например, рыба в этом пруду счастлива, потому что удельная теплоемкость воды в пруду означает, что температура воды будет оставаться относительно одинаковой днем и ночью. Им не нужно беспокоиться ни о включении кондиционера, ни о надевании шерстяных перчаток. (Кроме того, для счастливой рыбы, посетите нашу страницу на Растворенный кислород .)
К счастью для меня, вас и рыбы в пруду справа, вода имеет более высокую удельную теплоемкость, чем многие другие вещества. Одним из наиболее важных свойств воды является то, что для ее нагрева требуется много энергии. А именно, вода должна поглотить 4184 Дж тепла (1 калория), чтобы температура одного килограмма воды увеличилась на 1°C.
Для сравнения, чтобы поднять 1 кг меди на 1°C, требуется всего 385 Дж тепла.
Если вы хотите узнать больше об удельной теплоемкости воды на молекулярном уровне, посмотрите это видео об удельной теплоемкости воды от Khan Academy.
Ниже приведены другие научные темы, связанные с теплоемкостью и водой.
Ниже представлены мультимедийные материалы, связанные с теплоемкостью и водой.
- Обзор
Вода обладает высокой удельной теплоёмкостью — она поглощает много тепла, прежде чем начнёт нагреваться. Вы можете не знать, как это влияет на вас, но удельная теплоемкость воды играет огромную роль в климате Земли и помогает определить пригодность для жизни многих мест по всему земному шару.
• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы о свойствах воды •
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Удельная теплоемкость воды частично отвечает за мягкий климат на юго-западном побережье Англии.
Есть пляжи, как на пляже Порткресса в Силли, где растут тропические растения.Авторы и права: Wikimedia
Удельная теплоемкость определяется количеством тепла, необходимым для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 градус Цельсия (°C). Вода имеет высокую удельную теплоемкость, а это означает, что для повышения температуры воды требуется больше энергии, чем для других веществ. Вот почему вода ценна для промышленности и используется в радиаторах автомобилей в качестве охлаждающей жидкости. Высокая удельная теплоемкость воды также помогает регулировать скорость изменения температуры воздуха, поэтому изменение температуры между сезонами происходит постепенно, а не резко, особенно вблизи океанов.
Эта же концепция может быть расширена до мирового масштаба. Океаны и озера помогают регулировать диапазоны температур, с которыми миллиарды людей сталкиваются в своих городах. Вода вокруг городов или рядом с ними требует больше времени для нагрева и дольше для охлаждения, чем для суши, поэтому в городах у океанов, как правило, меньше изменений и менее экстремальных температур, чем в городах внутри страны.
Это свойство воды является одной из причин, по которой штаты на побережье и в центре Соединенных Штатов могут так сильно различаться по температурным режимам. В штате Среднего Запада, таком как Небраска, зима будет холоднее, а лето жарче, чем в Орегоне, который находится на более высокой широте, но рядом с Тихим океаном.Если летом оставить ведро с водой на солнце, она, конечно, нагреется, но не настолько, чтобы сварить яйцо. Но если вы пойдете босиком по черному асфальту улицы в южной части Соединенных Штатов в августе, вы обожжете ноги. Если бросить яйцо на металл капота моей машины в августовский день, получится яичница-глазунья. Металлы имеют гораздо более низкую удельную теплоемкость, чем вода. Если вы когда-нибудь держали иглу и помещали другой конец в пламя, вы знаете, как быстро игла нагревается и как быстро тепло передается по всей длине иглы к вашему пальцу. С водой не так.
Почему важна теплоемкость
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения.
Посетите СМИ, чтобы увидеть подробности.Кредит: LENA15 | pixabay.com
Высокая удельная теплоемкость воды имеет большое значение для регулирования экстремальных явлений в окружающей среде. Например, рыба в этом пруду счастлива, потому что удельная теплоемкость воды в пруду означает, что температура воды будет оставаться относительно одинаковой днем и ночью. Им не нужно беспокоиться ни о включении кондиционера, ни о надевании шерстяных перчаток. (Кроме того, для счастливой рыбы, посетите нашу страницу на Растворенный кислород .)
К счастью для меня, вас и рыбы в пруду справа, вода имеет более высокую удельную теплоемкость, чем многие другие вещества. Одним из наиболее важных свойств воды является то, что для ее нагрева требуется много энергии. А именно, вода должна поглотить 4184 Дж тепла (1 калория), чтобы температура одного килограмма воды увеличилась на 1°C. Для сравнения, чтобы поднять 1 кг меди на 1°C, требуется всего 385 Дж тепла.
Если вы хотите узнать больше об удельной теплоемкости воды на молекулярном уровне, посмотрите это видео об удельной теплоемкости воды от Khan Academy.
- Наука
Ниже приведены другие научные темы, связанные с теплоемкостью и водой.
- Мультимедиа
Ниже представлены мультимедийные материалы, связанные с теплоемкостью и водой.
Есть пляжи, как на пляже Порткресса в Силли, где растут тропические растения.
Это свойство воды является одной из причин, по которой штаты на побережье и в центре Соединенных Штатов могут так сильно различаться по температурным режимам. В штате Среднего Запада, таком как Небраска, зима будет холоднее, а лето жарче, чем в Орегоне, который находится на более высокой широте, но рядом с Тихим океаном.
Посетите СМИ, чтобы увидеть подробности.
Что такое удельная теплоемкость воды? Чем он особенный?
Если вы когда-нибудь гуляли по пляжу в солнечный день и опускали пальцы ног в воду, чтобы охладить их после горячего песка, вы воспользовались удельной теплоемкостью воды.
Как бы это ни звучало, удельная теплоемкость не относится к точной температуре чего-либо. Это более широкое научное понятие, связанное с энергией, необходимой для нагревания вещества. Как вы могли заметить на примере , не все вещества нагреваются с одинаковой скоростью — отсюда и разная температура песка и воды.
Удельная теплоемкость воды — одна из самых интересных ее характеристик. В этой статье мы расскажем, что такое удельная теплоемкость, какое уравнение вы используете для определения удельной теплоемкости и почему удельная теплоемкость воды такая высокая.
Плита, кастрюля, вода и пар имеют разную удельную теплоемкость.
Что такое удельная теплоемкость?
Удельная теплоемкость — это мера теплоемкости или количества тепла, которое материал может сохранить при изменении температуры. Высокая теплоемкость означает, что вещество может поглотить много тепла, прежде чем зарегистрировать изменение температуры — подумайте о том, сколько времени требуется кастрюле, чтобы нагреться до прикосновения к плите, и сколько времени требуется воде внутри, чтобы нагреться. тепло. Это означает, что вода обладает более высокой теплоемкостью — она может накапливать больше тепла до изменения температуры.
Удельная теплоемкость относится к точному количеству тепла, необходимому для нагревания одной единицы массы вещества на один градус. Возвращаясь к нашему примеру, удельная теплоемкость точно определяет, сколько тепла требуется, чтобы сделать одну единицу воды, например, одну чашку, на один градус теплее.
Поскольку теплота на самом деле является мерой передачи энергии, правильнее будет сказать, что удельная теплоемкость на самом деле является выражением того, сколько энергии вещество может поглотить до изменения температуры на один градус.
Удельная теплоемкость обычно измеряется в джоулях и килоджоулях на один грамм массы, при этом температура измеряется в градусах Цельсия. Можно использовать килограммы и градусы Фаренгейта, но реже.
На удельную теплоемкость вещества могут влиять температура и давление, поэтому удельная теплоемкость обычно определяется при постоянной температуре и давлении, обычно 25 градусов Цельсия.
Какое уравнение для удельной теплоемкости?
Уравнение для расчета удельной теплоемкости:
$$Q = s × m × ΔT$$
$Q$ представляет собой количество теплоты, $s$ удельная теплоемкость (${\Джоулей}/{\грамм * °\Цельсий}$), м масса вещества в граммах, а $ΔT$ наблюдаемое изменение температуры.
Различные виды воды, например морская, могут иметь разную удельную теплоемкость.
Что такое удельная теплоемкость воды?
Одни вещества нагреваются быстро, другие медленно. Вода относится к последним: она обладает высокой удельной теплоемкостью, поскольку для повышения температуры требуется больше энергии.
Вода имеет удельную теплоемкость 4182 Дж/кг°C. Поскольку вода является таким важным и распространенным веществом, у нас даже есть специальный способ определить количество энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма воды на один градус Цельсия — калория. Это отличается от той калорийности, о которой мы говорим в еде. Такая калория эквивалентна 1000 калориям, поэтому калории, связанные с пищей, также иногда называют килокалориями или килокалориями.
Удельная теплоемкость воды немного выше, чем у многих других распространенных веществ. Например, удельная теплоемкость железа 449 Дж/кг°С, песка 830 Дж/кг°С, древесины дуба 2400 Дж/кг°С.
Это потому, что вода, состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода, электроотрицательна. Электроотрицательный атом с большей вероятностью притянет к себе электроны, потому что одна сторона атома будет иметь частично положительный заряд, а другая — частично отрицательный заряд. Противоположные стороны естественным образом притягиваются друг к другу, образуя более слабую водородную связь. Вот почему вода может течь мимо себя, но также связываться друг с другом — она постоянно образует и разрывает эти связи.
Эти связи также являются причиной того, что жидкая вода имеет высокую удельную теплоемкость. Любая энергия, направляемая на нагрев воды, распределяется между разрывом связей и нагревом воды. Из-за этого для нагрева воды требуется больше энергии, чем для нагревания других веществ.
Например, если вы находитесь на пляже в солнечный день, вы заметите, что песок часто бывает довольно горячим для ходьбы, но вода всегда кажется прохладной, даже на мелководье.
Это потому, что у песка более низкая удельная теплоемкость — требуется меньше энергии, чтобы поднять температуру на один градус. Поскольку вода обладает высокой теплоемкостью, для повышения температуры на один градус требуется больше энергии. Солнце излучает более или менее постоянную энергию, которая быстрее нагревает песок и медленнее воду.
У песка удельная теплоемкость намного ниже, чем у воды, поэтому он так быстро нагревается!
Таблица удельной теплоемкости
Если вы еще не знакомы с джоулями и калориями, эти цифры могут показаться немного абстрактными. Взгляните на эту таблицу, чтобы ознакомиться с некоторыми общими значениями удельной теплоемкости в джоулях и калориях, и сравните их с тем, что вы знаете о том, как эти вещества нагреваются!
| Материал | Удельная теплоемкость, Дж/кг°C | Удельная теплоемкость в кал/грамм°C |
| Золото | 129 | 0,031 |
| Воздух | 1005 | 0,24 |
| Кожа | 1500 | 0,36 |
| Оливковое масло | 1790 | 0,43 |
| Бумага | 1336 | 0,32 |
| Поваренная соль | 880 | 0,21 |
| Кварцевый песок | 830 | 0,19 |
| Сталь | 490 | 0,12 |
| Жидкая вода | 4182 | 1,00 |
| Дерево | 1300 — 2400 | 0,41 |
Что дальше?
Готовы узнать больше о воде? Узнайте все о водопоглощающих соединениях (соответственно названных гидратах) и плотности воды.
Если вас заинтересовала химия из-за удельной теплоемкости воды, то AP-химия может быть для вас! Ознакомьтесь с этим учебным планом по химии AP, чтобы узнать больше о темах, которые будут затронуты.
Или, может быть, вы уже сдаете экзамен по химии и ищете советы и рекомендации, как сдать экзамен на отлично. В этом руководстве к экзамену по химии вы найдете все, что вам нужно знать!
Если вы еще не совсем готовы к экзамену, но вам нужно немного повысить свой уровень в курсе химии AP, это учебное пособие по химии AP может быть именно тем, что вы ищете.
Нужна дополнительная помощь по этой теме? Проверьте Tutorbase!
Наша база данных проверенных преподавателей включает в себя ряд опытных преподавателей, которые могут помочь вам отшлифовать эссе по английскому языку или объяснить, как производные работают для исчисления. Вы можете использовать десятки фильтров и критериев поиска, чтобы найти идеального человека для ваших нужд.