熱容量の公式、単位とメジャー



の 熱容量 体またはシステムの熱量は、その体に伝達される熱エネルギーとその過程で経験する温度の変化との間に生じる商です。もう1つのより正確な定義は、体温がケルビン度を上昇させるために、体またはシステムに伝達するのに必要な熱量を指すことです。.

接触している2つの物体の間に温度差がある限り、最も高温の物体が最も低温の物体に熱を与えるプロセスが継続的に発生します。それから、熱はそれらの間に温度差があるという単純な事実によって一つのシステムから他のシステムに伝達されるエネルギーです。.

一致によってそれは熱として定義されます（Q）システムによって吸収されるもの、およびシステムによって伝達される負の熱として）.

上記から、全ての物体が同じ容易さで熱を吸収しそして保存するわけではないと推論される。したがって、特定の材料は他の材料よりも加熱が容易です。.

それは、結局のところ、体のカロリー容量は体の性質と組成に依存することを考慮に入れる必要があります.

索引

  • 1式、単位およびメジャー 
  • 2比熱
    • 2.1水の比熱
    • 2.2熱伝達
  • 3例
    • 3.1ステージ1
    • 3.2ステージ2
    • 3.3ステージ3
    • 3.4ステージ4
    • 3.5ステージ5
  • 4参考文献

計算式、単位およびメジャー

熱容量は次の式から決定することができます。

C = dQ / dT

温度変化が十分に小さければ、上記の式は単純化して次のように置き換えることができます。

C = Q /ΔT

その場合、国際システムの熱容量の測定単位は7月あたりのケルビン（J / K）です。.

熱容量は定圧Cで測定できますp または定容Cでv.

比熱

多くの場合、システムの熱容量はその物質の量またはその質量に依存します。この場合、システムが均質な特性を持つ単一の物質で構成されているときは、比熱とも呼ばれる比熱が必要です（c）。.

したがって、質量比熱は、物質の温度をケルビン程度上昇させるために物質の質量単位に供給しなければならない熱の量であり、次の式から求めることができます。

c = Q / mΔT

この式で、mは物質の質量です。したがって、この場合の比熱の測定単位は、1ケルビン当たりのキログラム当たり7月（J / kg K）、または1ケルビン当たりの1グラム当たり7月（J / g K）です。.

同様に、モル比熱は、物質の温度をケルビン度だけ上昇させるために物質の1モルに供給しなければならない熱の量です。そしてそれは次の式から決定できます。

c = Q / nΔT

前記式において、ｎは物質のモル数である。これは、この場合の比熱の測定単位がケルビン当たりのモル当たり7月（J / mol K）であることを意味します。.

水の比熱

多くの物質の比熱が計算され、表で簡単にアクセスできます。液体状態の水の比熱値は1000カロリー/ kg K = 4186 J / kg Kです。一方、気体状態の水の比熱は2080 J / kg Kで、固体状態では2050 J /です。 kg K.

熱伝達

このようにして、大多数の物質の特定の値がすでに計算されていると仮定すると、2つの物体またはシステム間の熱伝達を次の式で求めることができます。

Q = c mΔT

または、モル比熱が使用されている場合：

Ｑ ＝ ｃ ｎ ΔＴ

これらの表現は、状態の変化がない限り、熱流束を決定することを可能にすることを考慮に入れるべきである。.

状態変化の過程で、潜熱（L）と言います。潜熱（L）は、固相から液相へ状態または状態を変化させるためにある量の物質が必要とするエネルギーとして定義されます（融解熱、L）。f）または液体から気体（気化熱、L）v）.

そのような熱の形のエネルギーは、相変化の際に完全に消費され、温度の変動を逆転させないことを考慮しなければならない。そのような場合、気化プロセスにおける熱流を計算するための式は次のようになります。

Q = Lv メートル

モル比熱を使用する場合：Q = Lv n

融合過程において：Ｑ ＝ Ｌf  メートル

モル比熱を使用する場合：Q = Lf n

一般に、比熱と同様に、ほとんどの物質の潜熱はすでに計算されており、表に簡単にアクセスできます。だから、例えば、水の場合にはあなたがしなければならない：

Lf  ０℃で＝ ３３４ｋＪ ／ ｋｇ（７９．７ｃａｌ ／ ｇ）。 Lv = 100°Cで2257 kJ / kg（539.4 cal / g）.

例

水の場合、１ｋｇの凍結水（氷）の塊が−２５℃の温度から１２５℃の温度（水蒸気）に加熱されると、プロセスで消費される熱は次のように計算される。 ：

ステージ1

-25℃から0℃の氷.

Ｑ ＝ ｃ ｍ ΔＴ ＝ ２０５０ １ ２５ ＝ ５１２５０Ｊ

ステージ2

氷の状態から液体の水への変化.

Q = Lf  m = 334000 1 = 334000 J

ステージ3

0℃から100℃の液体の水.

Ｑ ＝ ｃ ｍ ΔＴ ＝ ４１８６ １ １００ ＝ ４１８６００Ｊ

ステージ4

液体水から水蒸気への状態変化.

Q = Lv m = 2257000 1 = 2257000 J

ステージ5

100℃から125℃の水蒸気.

Ｑ ＝ ｃ ｍ ΔＴ ＝ ２０８０ １ ２５ ＝ ５２０００Ｊ

したがって、プロセス内の総熱流は5つの段階のそれぞれで生成されたものの合計であり、結果は31112850 Jとなります。.

参考文献

  1. Resnik、Halliday＆Krane（2002）。物理学第1巻.
  2. Laider、Keith、J.（1993）。オックスフォード大学出版局編物理化学の世界. 熱容量（名詞）。ウィキペディアで。 2018年3月20日、en.wikipedia.orgから取得。.
  3. 潜熱（名詞）。ウィキペディアで。 2018年3月20日、en.wikipedia.orgから取得。.
  4. クラーク、ジョン、O.E. （2004）。科学の本質的な辞書。バーンズ＆ノーブルブック.
  5. Atkins、P.、de Paula、J.（1978/2010）。 Physical Chemistry、（初版1978年）、2010年第9版、Oxford University Press、英国オックスフォード.