Kapasitas panas

Berapa kapasitas panasnya?

Itu kapasitas panas dari suatu tubuh atau sistem adalah hasil bagi yang dihasilkan antara energi panas yang ditransmisikan ke badan itu dan perubahan suhu yang dialami dalam proses itu. Definisi lain yang lebih tepat adalah bahwa ia mengacu pada seberapa banyak panas yang diperlukan untuk mentransmisikan ke tubuh atau sistem sehingga suhunya meningkatkan derajat Kelvin.

Itu terjadi terus menerus bahwa tubuh terpanas memberikan panas pada tubuh terdingin dalam proses yang meluas sementara ada perbedaan suhu antara kedua tubuh yang bersentuhan. Jadi, panas adalah energi yang ditransmisikan dari satu sistem ke sistem lain dengan fakta sederhana bahwa ada perbedaan suhu di antara mereka.

Dengan persetujuan itu didefinisikan sebagai panas (Q) yang positif yang diserap oleh suatu sistem, dan sebagai panas negatif yang ditugaskan oleh suatu sistem.

Dari atas, maka tidak semua objek menyerap dan mempertahankan panas dengan kemudahan yang sama; Dengan demikian, bahan tertentu lebih mudah dipanaskan daripada yang lain.

Harus diperhitungkan bahwa, pada akhirnya, kapasitas panas suatu tubuh tergantung pada sifat dan komposisi yang sama.

Rumus, unit dan ukuran

Kapasitas panas dapat ditentukan berdasarkan ekspresi berikut:

C = dq/dt

SI Perubahan suhu cukup kecil, ekspresi sebelumnya dapat disederhanakan dan diganti dengan yang berikut:

C = q/Δt

Kemudian, unit ukuran kapasitas panas dalam sistem internasional adalah Juli oleh Kelvin (J/K).

Kapasitas panas dapat diukur dengan tekanan konstan c_P atau pada volume konstan C_v.

Ini dapat melayani Anda: Eksperimen Fisika Mudah (Universitas Primer)

Panas spesifik

Seringkali kapasitas panas suatu sistem tergantung pada jumlah zatnya atau massanya. Dalam hal ini, ketika suatu sistem terdiri dari zat tunggal dengan karakteristik homogen, diperlukan panas spesifik, juga disebut kapasitas panas spesifik (c).

Dengan demikian, panas massa spesifik adalah jumlah panas yang harus dipasok ke unit massa suatu zat untuk meningkatkan suhunya ke tingkat Kelvin, dan dapat ditentukan berdasarkan ekspresi berikut:

C = q/ m Δt

Dalam persamaan ini m adalah massa zat. Oleh karena itu, unit pengukuran panas spesifik dalam kasus ini adalah Juli per kilogram oleh Kelvin (J/kg k), atau juga Juli per gram oleh Kelvin (J/G K K).

Demikian pula, panas molar spesifik adalah jumlah panas yang harus dipasok ke mol zat untuk meningkatkan suhunya ke derajat Kelvin. Dan itu dapat ditentukan dari ekspresi berikut:

C = q/ n Δt

Dalam ungkapan ini n adalah jumlah mol zat. Ini menyiratkan bahwa unit panas panas spesifik.

Panas air tertentu

Panas spesifik dari banyak zat dihitung dan mudah diakses dalam tabel. Nilai panas spesifik air dalam keadaan cair adalah 1000 kalori/kg k = 4186 j/kg kg. Sebaliknya, panas spesifik air dalam keadaan gas adalah 2080 J/kg K dan dalam keadaan padat 2050 J/kg kg.

Transmisi panas

Dengan cara ini dan karena nilai -nilai spesifik dari sebagian besar zat sudah dihitung, dimungkinkan untuk menentukan transmisi panas antara dua badan atau sistem dengan ekspresi berikut:

Dapat melayani Anda: apa kekuatan bersihnya? (Dengan contoh)

Q = c m Δt

Atau jika panas molar spesifik digunakan:

Q = c n Δt

Harus diingat bahwa ekspresi ini memungkinkan untuk menentukan aliran panas dengan ketentuan bahwa perubahan keadaan tidak terjadi.

Dalam proses perubahan status ada pembicaraan tentang panas laten (L), yang didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk sejumlah zat untuk mengubah fase atau keadaan, baik dari padatan ke cairan (peleburan panas, l_F) atau dari cair ke gas (panas penguapan, l_v).

Harus diperhitungkan bahwa energi seperti itu dalam bentuk panas dikonsumsi sepenuhnya dalam perubahan fase dan tidak mengembalikan variasi suhu. Dalam kasus seperti itu ekspresi untuk menghitung aliran panas dalam proses penguapan adalah sebagai berikut:

Q = l_v M

Jika panas molar spesifik digunakan: q = l_v N

Dalam proses merger: q = l_F  M

Jika panas molar spesifik digunakan: q = l_F N

Secara umum, seperti halnya panas spesifik, panas laten dari sebagian besar zat sudah dihitung dan mudah diakses dalam tabel. Jadi, misalnya, dalam kasus air Anda harus:

L_F  = 334 kJ/kg (79,7 kapur/g) pada 0 ° C; L_v = 2257 kJ/kg (539,4 kapur/g) pada 100 ° C.

Contoh

Dalam kasus air, jika massa beku (es) 1 kg dipanaskan dari suhu -25 ºC hingga suhu 125 ºC (uap air), panas yang dikonsumsi dalam proses akan dihitung sebagai berikut:

Tahap 1

Es dari -25 ºC hingga 0 ºC.

Q = C M ΔT = 2050 1 25 = 51250 J

Tahap 2

Perubahan keadaan es menjadi air cair.

Q = l_F  M = 334000 1 = 334000 j

Tahap 3

Air cair dari 0 ºC hingga 100 ºC.

Itu dapat melayani Anda: Pluto (planet kerdil)

Q = c m Δt = 4186 1 100 = 418600 j

Tahap 4

Perubahan keadaan air cair air.

Q = l_v M = 2257000 1 = 2257000 j

Tahap 5

Uap air dari 100 ºC hingga 125 ° C.

Q = c m Δt = 2080 1 25 = 52000 j

Dengan demikian, total aliran panas dalam proses adalah jumlah dari yang diproduksi di masing -masing dari lima tahap dan menghasilkan 31112850 j.