Formulär för kaloriförbrukning, enheter och åtgärder



den värmekapacitet av en kropp eller ett system är kvoten som resulterar mellan värmeenergin överförd till den kroppen och den temperaturförändring som den upplever i den processen. En annan mer exakt definition är att den refererar till hur mycket värme det är nödvändigt att överföra till en kropp eller ett system så att dess temperatur ökar en grad Kelvin.

Det händer kontinuerligt att de hetaste kropparna ger värme till de kallaste kropparna i en process som varar så länge som det finns en temperaturskillnad mellan de två kropparna i kontakt. Då är värmen den energi som överförs från ett system till ett annat av det enkla faktum att det finns en temperaturskillnad mellan dem.

Avtal definieras som värme (Q) positiv det som absorberas av ett system och som negativ värme som överförs av ett system.

Av ovanstående dras det ut att inte alla föremål absorberar och bevarar värme med samma lätthet; sålunda värms vissa material lättare än andra.

Det måste beaktas att en kropps kaloriekapacitet i slutändan beror på kroppens natur och sammansättning.

index

  • 1 Formler, enheter och åtgärder 
  • 2 Specifik värme
    • 2.1 Specifik värme av vatten
    • 2.2 Värmetransmission
  • 3 Exempel
    • 3.1 steg 1
    • 3,2 steg 2
    • 3,3 steg 3
    • 3,4 steg 4
    • 3,5 steg 5
  • 4 referenser

Formler, enheter och åtgärder

Värmekapaciteten kan bestämmas utgående från följande uttryck:

C = dQ / dT

Om temperaturförändringen är tillräckligt liten kan ovanstående uttryck förenklas och ersättas med följande:

C = Q / AT

Då är måleenheten för värmekapaciteten i det internationella systemet juli per kelvin (J / K).

Värmekapaciteten kan mätas vid konstant tryck Cp eller vid konstant volym Cv.

Specifik värme

Ofta beror ett systemets värmekapacitet på dess mängd ämne eller dess massa. I det här fallet, när ett system består av ett enda ämne med homogena egenskaper, krävs särskild värme, även kallad specifik värmekapacitet (c).

Således är den massspecifika värmen mängden värme som måste matas till en substans massenhet för att öka sin temperatur med en grad Kelvin och kan bestämmas av följande uttryck:

c = Q / m ΔT

I denna ekvation är m substansens massa. Därför är måttenheten för den specifika värmen i detta fall juli per kilo per kelvin (J / kg K), eller också juli per gram per kelvin (J / g K).

På liknande sätt är molär specifik värme den mängd värme som måste matas till en mol av ett ämne för att öka sin temperatur med en grad Kelvin. Och det kan bestämmas av följande uttryck:

c = Q / n AT

I uttrycket n är antalet moler av substansen. Detta innebär att mätvärdesenheten för den specifika värmen i detta fall är juli per mol per kelvin (J / mol K).

Specifik värme av vatten

De specifika värmerna hos många ämnen beräknas och är lättillgängliga i tabeller. Värdet av den specifika värmen av flytande vatten är 1000 kal / kg K = 4186 J / kg K. Omvänt, det specifika värmet av gasformigt vatten är 2080 J / kg K och fast tillstånd 2050 J / kg K.

Värmeöverföring

På detta sätt och med tanke på att de specifika värdena för de allra flesta ämnena redan är beräknade är det möjligt att bestämma värmeöverföringen mellan två organ eller system med följande uttryck:

Q = c mΔT

Eller om molar specifik värme används:

Q = cn AT

Det bör beaktas att dessa uttryck tillåter att bestämma värmeflödena så länge som det inte finns någon förändring av tillståndet.

I processförändringar av tillstånd talar vi om latent värme (L), som definieras som den energi som krävs av en mängd ämne för att ändra fas eller tillstånd, antingen från fast till flytande (fusionsfus, LF) eller från vätska till gasformig (förångningsvärme, Lv).

Det måste beaktas att sådan energi i form av värme konsumeras helt i fasförändringen och inte vänder om en variation av temperaturen. I sådana fall är uttrycken för att beräkna värmeflödet i en förångningsprocess följande:

Q = Lv m

Om den molära specifika värmen används: Q = Lv n

I en fusionsprocess: Q = LF  m

Om den molära specifika värmen används: Q = LF n

I allmänhet, som med specifik värme, är de latenta värmerna hos de flesta ämnen redan beräknade och lättillgängliga i tabeller. Så, till exempel, när det gäller vatten måste du:

LF  = 334 kJ / kg (79,7 cal / g) vid 0 ° C; Lv = 2257 kJ / kg (539,4 cal / g) vid 100 ° C.

exempel

För fallet med vatten, om en massa av fryst vatten (is) 1 kg från -25 ° C till en temperatur av 125 ° C (ånga), upphettades den värme som förbrukas i processen beräknas på följande sätt :

Steg 1

Is från -25 ºC till 0 ºC.

Q = cmT = 2050 1 25 = 51250 J

Steg 2

Byt av is till flytande vatten.

Q = LF  m = 334000 1 = 334000 J

Steg 3

Vätskevatten från 0 ºC till 100 ºC.

Q = c mT = 4186 1 100 = 418600 J

Steg 4

Byt av tillstånd från flytande vatten till vattenånga.

Q = Lv m = 2257000 1 = 2257000 J

Steg 5

Ånga vatten från 100 ºC till 125 ºC.

Q = c mT = 2080 1 25 = 52000 J

Således är det totala värmeflödet i processen summan av den som produceras i var och en av de fem stegen och resulterar i 31112850 J.

referenser

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fysikvolym 1. Cecsa.
  2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Fysiska kemiens värld. Värmekapacitet. (N.D.). På Wikipedia. Hämtad den 20 mars 2018, från en.wikipedia.org.
  3. Latent värme (N.D.). På Wikipedia. Hämtad den 20 mars 2018, från en.wikipedia.org.
  4. Clark, John, O.E. (2004). Den väsentliga ordlistan för vetenskap. Barnes & Noble Books.
  5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Fysisk kemi, (första utgåvan 1978), nionde upplagan 2010, Oxford University Press, Oxford UK.