Panas spesifik

Apa panasnya spesifik?

Dia panas spesifik Itu adalah jumlah energi yang harus diserap oleh gram zat tertentu untuk meningkatkan suhunya, derajat Celcius. 

Ini adalah sifat fisik yang intensif, karena tidak tergantung pada adonan karena diekspresikan hanya untuk gram zat; Namun, ini terkait dengan jumlah partikel dan massa molar dari mereka, serta kekuatan antarmolekul yang menyatukannya.

Jumlah energi yang diserap oleh zat ini diekspresikan dalam unit Joule (J), dan lebih jarang, dalam kalori (kapur). Secara umum, diasumsikan bahwa energi diserap melalui panas; Namun, energi dapat berasal dari sumber lain, sebagai pekerjaan yang dilakukan pada zat (agitasi yang ketat, misalnya).

Formula panas spesifik

Formula panas spesifiknya adalah:

CE = q/Δt · m

Di mana apa yang diserap, Δt perubahan suhu, dan m adalah massa zat; bahwa menurut definisi tersebut sesuai dengan gram. Membuat analisis unit Anda yang Anda miliki:

CE = J/ºC · g

Yang juga dapat diekspresikan dengan cara berikut:

CE = kJ/k · g

CE = J/ºC · kg

Yang pertama adalah yang paling sederhana, dan dengan mana contoh -contoh di bagian berikut akan dibahas.

Formula secara eksplisit menunjukkan jumlah energi yang diserap (j) oleh gram zat dalam grade ºC. Jika jumlah energi ini ingin membersihkan, perlu mengesampingkan persamaan:

J = Ce · ºC · g

Yang diekspresikan dengan cara yang lebih tepat dan menurut variabel adalah:

Q = Ce · Δt · m

Bagaimana panas spesifik dihitung?

Air sebagai referensi

Dalam formula sebelumnya 'm' tidak mewakili gram zat, karena sudah secara implisit di CE. Formula ini sangat berguna untuk menghitung panas spesifik dari berbagai zat melalui kalorimetri.

Sebagai? Menggunakan definisi kalori, yang merupakan jumlah energi yang diperlukan untuk memanaskan gram air dari 14,5 hingga 15,5ºC; Ini sama dengan 4.184 j.

Panas spesifik air sangat tinggi, dan sifat ini digunakan untuk mengukur panas spesifik zat lain yang mengetahui nilai 4.184 j.

Dapat melayani Anda: besi hidroksida (iii): struktur, sifat dan penggunaan

Apa artinya panas spesifik itu tinggi? Yang menentang resistensi yang cukup besar untuk meningkatkan suhunya, sehingga harus menyerap lebih banyak energi; Artinya, air perlu dipanaskan lebih lama dibandingkan dengan zat lain, yang di sekitar sumber panas dipanaskan hampir dalam ACT.

Untuk alasan ini, air digunakan dalam pengukuran kalorimetri, karena tidak mengalami perubahan suhu mendadak dengan menyerap energi yang terlepas dari reaksi kimia; Atau, dalam hal ini, kontak dengan bahan yang lebih panas lainnya.

Keseimbangan termal

Karena air perlu menyerap panas untuk meningkatkan suhunya, panas dapat berasal dari logam panas, misalnya. Mempertimbangkan massa air dan logam, pertukaran panas di antara mereka akan terjadi sampai apa yang disebut keseimbangan termal tercapai.

Saat ini terjadi, suhu air dan logam disamakan. Panas yang terlepas oleh logam panas sama dengan yang diserap oleh air.

Pengembangan Matematika

Mengetahui hal ini, dan dengan formula terakhir yang baru saja dijelaskan, Anda memiliki:

Q_Air= -Q_Logam

Tanda negatif menunjukkan bahwa panas dilepaskan dari tubuh terpanas ke tubuh terdingin (air). Setiap zat memiliki CE panas spesifiknya sendiri, dan massa, sehingga ekspresi ini harus dikembangkan sebagai berikut:

Q_Air = Ce_Air · Δt_Air · M_Air = -(CE_Logam · Δt_Logam · M_Logam)

Yang tidak diketahui adalah CE_Logam, Karena dalam keseimbangan termal, suhu akhir untuk air dan logam adalah sama; Selain itu, suhu awal air dan logam diketahui sebelum dihubungi, seperti massa mereka. Karena itu, Anda harus membersihkan CE_Logam:

Ec_Logam = (Ce_Air · Δt_Air · M_Air)/ (-Δt_Logam · M_Logam)

Tanpa melupakan apa CE_Air adalah 4.184 j/ºC · g. Jika mereka mengembangkan Δt_Air dan Δt_Logam, Itu akan menjadi (t_F - T_Air) dan T_F - T_Logam), masing -masing. Air dipanaskan, saat logam mendingin, dan itulah sebabnya tanda negatif dikalikan ke Δt_Logam tetap (t_Logam - T_F). Jika tidak, Δt_Logam akan memiliki nilai negatif untuk menjadi t_F minor (lebih dingin) dari t_Logam.

Dapat melayani Anda: massa: konsep, sifat, contoh, perhitungan

Persamaannya akhirnya diekspresikan dengan cara ini:

Ec_Logam = Ce_Air · (T_F - T_Air) · M_Air/ (T_Logam - T_F) · M_Logam

Dan dengan itu panas spesifik dihitung.

Contoh perhitungan

Anda memiliki bola logam aneh yang beratnya 130g, dan dengan suhu 90ºC. Ini terendam dalam wadah air dari 100g hingga 25ºC, di dalam kalorimeter. Saat keseimbangan termal tercapai, suhu wadah menjadi 40ºC. Hitung CE logam.

Suhu terakhir, t_F, Itu 40ºC. Mengetahui data lain, Anda kemudian dapat menentukan CE secara langsung:

Ec_Logam = (4,184 j/ ºC · g · (40 - 25) ºC · 100g)/ (90 - 40) ºC · 130g

Ec_Logam = 0,965 j/ºC · g

Perhatikan bahwa panas air spesifik adalah sekitar empat kali logam (4.184/0,965).

Ketika CE sangat kecil, semakin besar kecenderungannya untuk melakukan pemanasan; yang terkait dengan konduktivitas dan penyebaran termal. Logam dengan CE yang lebih besar akan cenderung melepaskan atau kehilangan lebih banyak panas, ketika bersentuhan dengan bahan lain, dibandingkan dengan logam lain dengan lebih sedikit CE.

Contoh panas spesifik

Panas spesifik untuk zat yang berbeda ditunjukkan di bawah ini.

Air

Panas air spesifik, seperti yang telah dikatakan, adalah 4.184 j/ºC · g.

Berkat nilai ini, Anda dapat membuat banyak sinar matahari di laut dan airnya hampir tidak akan menguap hingga tingkat yang cukup. Ini menghasilkan perbedaan termal yang tidak mempengaruhi kehidupan laut. Misalnya, saat Anda pergi ke pantai untuk berenang, meskipun di luarnya membuat banyak sinar matahari, di dalam air Anda merasakan suhu yang lebih rendah dan lebih dingin.

Air panas juga perlu melepaskan banyak energi untuk mendingin. Dalam prosesnya, panaskan massa udara yang bersirkulasi, meningkatkan suhu (beriklim) di daerah pesisir selama musim dingin.

Contoh menarik lainnya adalah bahwa jika kita tidak dibentuk oleh air, suatu hari di bawah sinar matahari bisa mematikan, karena suhu tubuh kita akan naik dengan cepat.

Dapat melayani Anda: tembaga sulfida: struktur, sifat, penggunaan

Nilai EC yang unik ini disebabkan oleh jembatan hidrogen antar molekul. Ini menyerap panas untuk pecah, jadi mereka menyimpan energi. Sampai mereka pecah, molekul air tidak akan mampu bergetar meningkatkan energi kinetik rata -rata, yang tercermin dalam peningkatan suhu.

Es

Panas panas spesifik adalah 2.090 J/ºC · g. Seperti air, memiliki nilai tinggi yang luar biasa. Ini berarti bahwa gunung es, misalnya, perlu menyerap sejumlah besar panas untuk meningkatkan suhunya. Namun, beberapa gunung es saat ini bahkan menyerap panas yang diperlukan untuk meleleh (panas panas laten).

Aluminium

Panas spesifik aluminium adalah 0,900 J/ºC · g. Ini sedikit lebih rendah dari logam bola (0,965 J/ºC · g). Di sini panas diserap untuk menggetarkan atom logam aluminium dalam struktur kristalnya, dan bukan molekul individu yang dihubungkan oleh gaya antarmolekul.

Besi

Panas panas spesifik adalah 0,444 J/ºC · g. Menjadi kurang dari aluminium, itu berarti bahwa ia menentang lebih sedikit resistensi terhadap pemanasan; Yaitu, sebelum api sepotong besi akan menempatkan merah hidup jauh sebelum sepotong aluminium.

Aluminium dengan lebih banyak menentang pemanasan, menjaga makanan panas lebih lama saat aluminium foil yang terkenal digunakan untuk membungkus makanan ringan.

Udara

Panas udara spesifik adalah 1.003 J/ºC · g. Nilai ini sangat tergantung pada tekanan dan suhu yang terdiri dari campuran gas. Di sini panas diserap untuk bergetar nitrogen, oksigen, karbon dioksida, argon, dll.

Perak

Akhirnya, panas spesifik untuk perak adalah 0,234 J/ºC · g. Dari semua zat yang disebutkan di atas, ini menyajikan nilai CE terendah. Ini berarti bahwa sebelum besi dan aluminium, sepotong perak akan lebih panas pada saat yang sama dengan dua logam lainnya. Faktanya, itu selaras dengan konduktivitas termal yang tinggi.

Referensi

1. Kapasitas panas spesifik dalam kimia. Pulih dari: thinkco.com
2. Panas spesifik. Dipulihkan dari: ScienceWorld.Wolfram.com