Bir cismin sıcaklığını bir derece artıran ısı miktarına ısı kapasitesi denir. Bu tanıma göre.
Birim kütle başına ısı kapasitesi denir. özelısı kapasitesi. Mol başına ısı kapasitesi denir azı dişiısı kapasitesi.
Böylece, ısı kapasitesi, ısı miktarı kavramı ile belirlenir. Ancak ikincisi, iş gibi, sürece bağlıdır. Bu, ısı kapasitesinin sürece bağlı olduğu anlamına gelir. Çeşitli koşullar altında sıcaklık vermek - vücudu ısıtmak - mümkündür. Bununla birlikte, farklı koşullar altında, vücut sıcaklığındaki aynı artış, farklı miktarda ısı gerektirecektir. Sonuç olarak, cisimler tek bir ısı kapasitesi ile değil, sayısız bir küme ile karakterize edilebilir (ısı transferinin gerçekleştiği her türlü işlemi düşünebileceğiniz kadar). Ancak pratikte genellikle iki ısı kapasitesi tanımı kullanılır: sabit hacimde ısı kapasitesi ve sabit basınçta ısı kapasitesi.
Isı kapasitesi, vücudun ısıtıldığı koşullara bağlı olarak değişir - sabit bir hacimde veya sabit bir basınçta.
Vücudun ısınması sabit bir hacimde meydana geliyorsa, yani. dV= 0 ise iş sıfırdır. Bu durumda vücuda aktarılan ısı sadece iç enerjisini değiştirmeye gider, dQ= dE ve bu durumda ısı kapasitesi, sıcaklıkta 1 K değişiklikle iç enerjideki değişime eşittir, yani.
.Çünkü gaz için 
, o zamanlar 
.Bu formül molar denilen 1 mol ideal gazın ısı kapasitesini belirler. Bir gaz sabit basınçta ısıtıldığında hacmi değişir, vücuda iletilen ısı sadece iç enerjisini arttırmaya değil, aynı zamanda iş yapmaya, yani. dQ= dE+ PdV. Sabit basınçta ısı kapasitesi 
.
İdeal bir gaz için PV= RT ve bu nedenle PdV= RdT.
Bunu göz önünde bulundurarak buluruz 
.Davranış 
her gazın bir değer özelliğidir ve gaz moleküllerinin serbestlik derecesi sayısı ile belirlenir. Bir cismin ısı kapasitesinin ölçümü, bu nedenle, onu oluşturan moleküllerin mikroskobik özelliklerini doğrudan ölçmenin bir yöntemidir.
F 
İdeal bir gazın ısı kapasitesi formülleri, deneyi ve esas olarak monatomik gazlar için yaklaşık olarak doğru bir şekilde tanımlar. Yukarıda elde edilen formüllere göre, ısı kapasitesi sıcaklığa bağlı olmamalıdır. Aslında, iki atomlu bir hidrojen gazı için ampirik olarak elde edilen Şekil 2'de gösterilen resim görülmektedir. Bölüm 1'de gaz, yalnızca öteleme serbestlik derecelerine sahip bir parçacık sistemi gibi davranır, Bölüm 2'de, dönme serbestlik dereceleriyle ilişkili hareket uyarılır ve son olarak, Bölüm 3'te iki titreşim serbestlik derecesi ortaya çıkar. Eğri üzerindeki adımlar formül (2.35) ile iyi bir uyum içindedir, ancak aralarında ısı kapasitesi sıcaklıkla artar, bu da adeta tamsayı olmayan değişken bir serbestlik derecesine karşılık gelir. Isı kapasitesinin bu davranışı, bir maddenin gerçek özelliklerini tanımlamak için kullandığımız ideal gaz kavramının yetersizliğini gösterir.
Molar ısı kapasitesinin özgül ısı kapasitesi ile ilişkisiİle\u003d M s, nerede s - özısı, M - molar kütle.Mayer formülü.
Herhangi bir ideal gaz için Mayer'in bağıntısı geçerlidir:
, burada R evrensel gaz sabiti, sabit basınçta molar ısı kapasitesi, sabit hacimde molar ısı kapasitesidir.
Fizik ve termal fenomenler, kapsamlı bir şekilde incelenen oldukça kapsamlı bir bölümdür. okul kursu. Değil son yer Bu teoride belirli miktarlara verilir. Bunlardan ilki özgül ısı kapasitesidir.
Bununla birlikte, "spesifik" kelimesinin yorumuna genellikle yeterince dikkat edilmez. Öğrenciler sadece verilen bir şekilde ezberler. Ve bu ne anlama geliyor?
Ozhegov'un sözlüğüne bakarsanız, böyle bir değerin oran olarak tanımlandığını okuyabilirsiniz. Ayrıca kütle, hacim veya enerji için de yapılabilir. Bütün bu miktarlar zorunlu olarak birliğe eşit alınmalıdır. Özgül ısı kapasitesinde verilenlerle ilişkisi?
Kütle ve sıcaklık ürününe. Ayrıca, değerleri mutlaka bire eşit olmalıdır. Yani, bölen 1 sayısını içerecek, ancak boyutu kilogram ve Santigrat derecesini birleştirecek. Biraz daha düşük verilen özgül ısı kapasitesinin tanımı formüle edilirken bu dikkate alınmalıdır. Ayrıca, bu iki miktarın paydada olduğu görülebilecek bir formül var.
Ne olduğunu?
Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, ısınması ile ilgili durum göz önüne alındığında ortaya çıkar. Onsuz, bu işlem için ne kadar ısı (veya enerji) harcanması gerektiğini bilmek imkansızdır. Ayrıca vücut soğuduğunda değerini hesaplayın. Bu arada, bu iki ısı miktarı modül olarak birbirine eşittir. Ama sahipler farklı işaretler. Yani ilk durumda pozitiftir çünkü enerjinin harcanması ve vücuda aktarılması gerekir. İkinci soğutma durumu negatif bir sayı verir çünkü ısı açığa çıkar ve içsel enerji vücut küçülür.
Bu belirtilir fiziksel miktar Latince harf c. Bir kilogram maddeyi bir derece ısıtmak için gerekli olan belirli bir ısı miktarı olarak tanımlanır. Okul fiziği dersinde, bu derece Celsius ölçeğinde alınan derecedir.
Nasıl sayılır?
Özgül ısı kapasitesinin ne olduğunu bilmek istiyorsanız, formül şöyle görünür:
c \u003d Q / (m * (t 2 - t 1)), burada Q, ısı miktarıdır, m, maddenin kütlesidir, t 2, vücudun ısı transferi sonucu elde ettiği sıcaklıktır, t 1 maddenin ilk sıcaklığıdır. Bu formül #1.
Bu formüle dayanarak, bu miktarın uluslararası birim sistemindeki (SI) ölçü birimi J / (kg * ºС)'dir.
Bu denklemden diğer miktarlar nasıl bulunur?
İlk olarak, ısı miktarı. Formül şöyle görünecektir: Q \u003d c * m * (t 2 - t 1). Sadece içinde, SI'ye dahil olan birimlerdeki değerleri değiştirmek gerekir. Yani kütle kilogram cinsinden, sıcaklık santigrat derece cinsindendir. Bu formül #2'dir.
İkincisi, soğuyan veya ısınan bir maddenin kütlesi. Bunun formülü şöyle olacaktır: m \u003d Q / (c * (t 2 - t 1)). Bu formül numarası 3'tür.
Üçüncüsü, sıcaklıktaki değişiklik Δt \u003d t 2 - t 1 \u003d (Q / c * m). "Δ" işareti "delta" olarak okunur ve değerde bir değişikliği belirtir. bu durum hava sıcaklığı. Formül numarası 4.
Dördüncüsü, maddenin ilk ve son sıcaklıkları. Bir maddenin ısıtılması için geçerli formüller şöyle görünür: t 1 \u003d t 2 - (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 + (Q / c * m). Bu formüllerin sayıları 5 ve 6'dır. Sorun bir maddenin soğutulmasıyla ilgiliyse, formüller şunlardır: t 1 \u003d t 2 + (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 - (Q / c * m ). Bu formüllerin sayıları 7 ve 8'dir.
Hangi anlamlara gelebilir?
Her bir spesifik madde için hangi değerlere sahip olduğu deneysel olarak belirlenmiştir. Bu nedenle özel bir özgül ısı kapasitesi tablosu oluşturulmuştur. Çoğu zaman, normal koşullar altında geçerli olan verileri verir.
Spesifik ısıyı ölçmek için laboratuvar çalışması nedir?
Bir okul fizik dersinde katı bir cisim için belirlenir. Ayrıca bilinenle kıyaslanarak ısı kapasitesi hesaplanır. Bunu yapmanın en kolay yolu sudur.
İşin yapılması sürecinde, suyun ve ısıtılan katının ilk sıcaklıklarının ölçülmesi gerekir. Ardından sıvıya indirin ve termal denge için bekleyin. Tüm deney bir kalorimetrede gerçekleştirilir, böylece enerji kayıpları ihmal edilebilir.
Ardından, katı bir cisimden ısıtıldığında suyun aldığı ısı miktarının formülünü yazmanız gerekir. İkinci ifade, vücudun soğuduğunda verdiği enerjiyi tanımlar. Bu iki değer eşittir. Matematiksel hesaplamalarla, katı cismi oluşturan maddenin özgül ısı kapasitesini belirlemek kalır.
Çoğu zaman, incelenen vücudun hangi maddeden yapıldığını tahmin etmeye çalışmak için tablo değerleriyle karşılaştırması önerilir.
Görev 1
Koşul. Metalin sıcaklığı 20 ila 24 santigrat derece arasında değişir. Aynı zamanda, iç enerjisi 152 J arttı. Kütlesi 100 gram ise metalin özgül ısı kapasitesi nedir?
Karar. Cevabı bulmak için 1 numara altında yazılan formülü kullanmanız gerekecek. Hesaplamalar için gerekli tüm miktarlar var. Sadece önce kütleyi kilograma çevirmeniz gerekir, aksi takdirde cevap yanlış olacaktır. Çünkü tüm miktarlar SI'da kabul edilenler olmalıdır.
Bir kilogramda 1000 gram vardır. Yani, 100 gram 1000'e bölünmelidir, 0.1 kilogram alırsınız.
Tüm değerlerin değiştirilmesi aşağıdaki ifadeyi verir: c \u003d 152 / (0,1 * (24 - 20)). Hesaplamalar özellikle zor değil. Tüm eylemlerin sonucu 380 sayısıdır.
Cevap: c \u003d 380 J / (kg * ºС).
2. Görev
Koşul. 5 litre suyun 100 ºº de alınıp suya bırakıldığında soğuyacağı son sıcaklığı belirleyiniz. çevre 1680 kJ ısı.
Karar. Enerjinin sistemik olmayan bir birimde verildiği gerçeğiyle başlamaya değer. Kilojoule, joule dönüştürülmelidir: 1680 kJ = 1680000 J.
Cevabı bulmak için 8 numaralı formülü kullanmanız gerekir. Ancak, içinde kütle görünüyor ve problemde bilinmiyor. Ama verilen sıvının hacmi. Böylece m \u003d ρ * V olarak bilinen formülü kullanabilirsiniz. Suyun yoğunluğu 1000 kg / m3'tür. Ancak burada hacmin metreküp olarak değiştirilmesi gerekecek. Bunları litreden dönüştürmek için 1000'e bölmek gerekir. Böylece su hacmi 0,005 m3'tür.
Değerlerin kütle formülünde yerine konulması şu ifadeyi verir: 1000 * 0,005 = 5 kg. Tablodaki özgül ısı kapasitesine bakmanız gerekecektir. Şimdi formül 8'e geçebilirsiniz: t 2 \u003d 100 + (1680000 / 4200 * 5).
İlk eylemin çarpma yapması gerekiyor: 4200 * 5. Sonuç 21000. İkincisi bölme. 1680000: 21000 = 80. Son çıkarma: 100 - 80 = 20.
Cevap. t 2 \u003d 20 ºС.
Görev #3
Koşul. 100 gr kütleli bir kimyasal beher vardır içine 50 gr su dökülür. Bir bardakla suyun ilk sıcaklığı 0 santigrat derecedir. Suyu kaynatmak için ne kadar ısı gerekir?
Karar. Uygun bir notasyon tanıtarak başlamalısınız. Camla ilgili verilerin indeks 1'e ve su için indeks 2'ye sahip olmasına izin verin. Tabloda, belirli ısı kapasitelerini bulmanız gerekir. Kimyasal beher laboratuvar camından yapılmıştır, bu nedenle değeri c 1 = 840 J / (kg * ºС). Su için veriler aşağıdaki gibidir: s 2 \u003d 4200 J / (kg * ºС).
Kütleleri gram olarak verilmiştir. Onları kilograma çevirmeniz gerekiyor. Bu maddelerin kütleleri şu şekilde belirtilecektir: m 1 \u003d 0.1 kg, m 2 \u003d 0.05 kg.
İlk sıcaklık verilir: t 1 \u003d 0 ºС. Final hakkında, suyun kaynadığı yere tekabül ettiği bilinmektedir. Bu t 2 \u003d 100 ºС'dir.
Cam su ile birlikte ısıtıldığı için istenilen ısı miktarı ikisinin toplamı olacaktır. Birincisi, bardağı ısıtmak için gerekli olan (Q 1) ve ikincisi, suyu ısıtmaya giden (Q 2). Bunları ifade etmek için ikinci bir formül gereklidir. Farklı endekslerle iki kez yazılmalı ve ardından toplamları eklenmelidir.
Q \u003d c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1) olduğu ortaya çıktı. Ortak faktör (t 2 - t 1), saymayı daha uygun hale getirmek için braketten çıkarılabilir. Ardından, ısı miktarını hesaplamak için gereken formül aşağıdaki formu alacaktır: Q \u003d (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Artık problemdeki bilinen değerleri yerine koyabilir ve sonucu hesaplayabilirsiniz.
Q \u003d (840 * 0.1 + 4200 * 0.05) * (100 - 0) \u003d (84 + 210) * 100 \u003d 294 * 100 \u003d 29400 (J).
Cevap. Q = 29400 J = 29,4 kJ.
Sizce ocakta ne daha hızlı ısınır: bir tencerede bir litre su mu yoksa 1 kilogram ağırlığındaki tencerenin kendisi mi? Cisimlerin kütlesi aynıdır, ısınmanın da aynı oranda olacağı varsayılabilir.
Ama orada değildi! Bir deney yapabilirsiniz - birkaç saniye ateşe boş bir tencere koyun, sadece yakmayın ve hangi sıcaklığa kadar ısındığını unutmayın. Daha sonra tencerenin ağırlığı ile tam olarak aynı ağırlıktaki suyu tavaya dökün. Teorik olarak, su, boş bir tava ile aynı sıcaklığa iki kez ısınmalıdır, çünkü bu durumda ikisi de ısıtılır - hem su hem de tava.
Ancak, üç kat daha fazla bekleseniz bile suyun daha az ısıtıldığından emin olun. Suyun aynı ağırlıktaki bir tencereyle aynı sıcaklığa gelmesi neredeyse on kat daha uzun sürer. Bu neden oluyor? Suyun ısınmasını ne engeller? Yemek pişirirken suyu ısıtmak için neden fazladan gaz harcamalıyız? Çünkü fiziksel bir nicelik vardır. özısı maddeler.
Bir maddenin özgül ısı kapasitesi
Bu değer, kütlesi bir kilogram olan bir cismin sıcaklığının bir santigrat derece artması için ne kadar ısı transfer edilmesi gerektiğini gösterir. J / (kg * ˚С) cinsinden ölçülür. Bu değer bir hevesle değil, çeşitli maddelerin özelliklerindeki farklılık nedeniyle var olur.
Suyun özgül ısısı, demirin özgül ısısının yaklaşık on katı olduğundan, tencere on katı kadar ısınır. sudan daha hızlı Onu içinde. İlginçtir ki, buzun özgül ısı kapasitesi suyunkinin yarısıdır. Bu nedenle buz, sudan iki kat daha hızlı ısınır. Buzu eritmek, suyu ısıtmaktan daha kolaydır. Kulağa garip gelse de, bu bir gerçek.
Isı miktarının hesaplanması
Özgül ısı kapasitesi harf ile gösterilir c ve ısı miktarını hesaplamak için formülde kullanılır:
Q = c*m*(t2 - t1),
burada Q ısı miktarıdır,
c - özgül ısı kapasitesi,
m - vücut ağırlığı,
t2 ve t1 sırasıyla cismin son ve başlangıç sıcaklıklarıdır.
Özgül ısı formülü: c = Q / m*(t2 - t1)
Bu formülden de ifade edebilirsiniz:
- m = Q / c*(t2-t1) - vücut ağırlığı
- t1 = t2 - (Q / c*m) - ilk vücut sıcaklığı
- t2 = t1 + (Q / c*m) - nihai vücut sıcaklığı
- Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - sıcaklık farkı (delta t)
Gazların özgül ısı kapasitesi ne olacak? Burada her şey daha kafa karıştırıcı. Katılarda ve sıvılarda durum çok daha basittir. Özgül ısı kapasiteleri, sabit, bilinen, kolayca hesaplanan bir değerdir. Gazların özgül ısı kapasitesine gelince, bu değer çok farklıdır. farklı durumlar. Örnek olarak havayı alalım. Havanın özgül ısı kapasitesi, bileşime, neme ve atmosfer basıncına bağlıdır.
Aynı zamanda, sıcaklıktaki bir artışla, gazın hacmi artar ve bir değer daha eklememiz gerekir - ısı kapasitesini de etkileyecek sabit veya değişken bir hacim. Bu nedenle, hava ve diğer gazlar için ısı miktarı hesaplanırken, gazların özgül ısı kapasitesi değerleri için özel grafikler kullanılır. Çeşitli faktörler ve koşullar.
Su en şaşırtıcı maddelerden biridir. Geniş dağılımına ve yaygın kullanımına rağmen, doğanın gerçek bir gizemidir. Oksijen bileşiklerinden biri olarak, suyun donma, buharlaşma ısısı vb. gibi çok düşük özelliklere sahip olması gerektiği anlaşılıyor. Ama bu olmuyor. Her şeye rağmen tek başına suyun ısı kapasitesi son derece yüksektir.
Su, pratik olarak ısınmazken, büyük miktarda ısıyı emebilir - bu onun fiziksel özelliğidir. su, kumun ısı kapasitesinden yaklaşık beş kat, demirden on kat daha fazladır. Bu nedenle su, doğal bir soğutucudur. Büyük miktarda enerji biriktirme yeteneği, Dünya yüzeyindeki sıcaklık dalgalanmalarını yumuşatmayı ve gezegen boyunca termal rejimi düzenlemeyi mümkün kılar ve bu, yılın zamanından bağımsız olarak gerçekleşir.
Bu benzersiz mülk su, endüstride ve günlük yaşamda soğutucu olarak kullanılmasına izin verir. Ayrıca su, yaygın olarak bulunan ve nispeten ucuz bir hammaddedir.
ısı kapasitesi ne demek? Termodinamiğin seyrinden bilindiği gibi, ısı transferi her zaman sıcaktan soğuğa doğru gerçekleşir. nerede Konuşuyoruz belirli bir miktarda ısının geçişi hakkında ve durumlarının bir özelliği olan her iki cismin sıcaklığı bu alışverişin yönünü gösterir. Aynı başlangıç sıcaklıklarında eşit kütleye sahip su ile metal bir gövdenin sürecinde, metal sıcaklığını sudan birkaç kat daha fazla değiştirir.
Termodinamiğin ana ifadesini bir varsayım olarak alırsak - iki gövdeden (diğerlerinden izole edilmiş), ısı değişimi sırasında, biri verir ve diğeri eşit miktarda ısı alır, o zaman metal ve suyun tamamen farklı ısıya sahip olduğu anlaşılır. kapasiteler.
Bu nedenle, suyun (herhangi bir maddenin yanı sıra) ısı kapasitesi, belirli bir maddenin birim sıcaklık başına soğutma (ısıtma) sırasında bir miktar verme (veya alma) yeteneğini karakterize eden bir göstergedir.
Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, bu maddenin bir birimini (1 kilogram) 1 derece ısıtmak için gereken ısı miktarıdır.
Bir vücut tarafından salınan veya emilen ısı miktarı, özgül ısı kapasitesi, kütle ve sıcaklık farkının ürününe eşittir. Kalori ile ölçülür. Bir kalori tam olarak 1 gr suyu 1 derece ısıtmaya yetecek ısı miktarıdır. Karşılaştırma için: havanın özgül ısı kapasitesi 0,24 cal/g ∙°C, alüminyum 0,22, demir 0,11 ve cıva 0,03'tür.
Suyun ısı kapasitesi sabit değildir. 0'dan 40 dereceye kadar sıcaklıkta bir artış ile hafifçe azalır (1.0074'ten 0.9980'e), diğer tüm maddeler için bu özellik ısıtma sırasında artar. Ayrıca artan basınçla (derinlikte) düşebilir.
Bildiğiniz gibi, suyun üç kümelenme durumu vardır - sıvı, katı (buz) ve gaz halinde (buhar). Aynı zamanda, buzun özgül ısı kapasitesi, suyunkinden yaklaşık 2 kat daha düşüktür. Bu, katı ve erimiş halde özgül ısı kapasitesi değişmeyen su ve diğer maddeler arasındaki temel farktır. Buradaki sır nedir?
Gerçek şu ki, buz, ısıtıldığında hemen çökmeyen kristal bir yapıya sahiptir. Su, birkaç molekülden oluşan ve ortak olarak adlandırılan küçük buz parçacıkları içerir. Su ısıtıldığında, bu oluşumlardaki hidrojen bağlarının yok edilmesi için bir kısım harcanır. Bu, suyun alışılmadık derecede yüksek ısı kapasitesini açıklar. Molekülleri arasındaki bağlar ancak su buhara geçtiğinde tamamen yok olur.
100°C sıcaklıktaki özgül ısı kapasitesi, 0°C'deki buzunkinden neredeyse farklı değildir.Bu, bu açıklamanın doğruluğunu bir kez daha teyit eder. Buharın ısı kapasitesi, buzun ısı kapasitesi gibi, bilim adamlarının henüz üzerinde fikir birliğine varmadığı sudan çok daha iyi anlaşılmıştır.
Uzunluk ve Mesafe Dönüştürücü Kütle Dönüştürücü Dökme Katı Maddeler ve Yiyecek Hacim Dönüştürücü Alan Dönüştürücü Hacim ve Birim Dönüştürücü yemek tarifleri Sıcaklık dönüştürücü Basınç dönüştürücü, mekanik stres, Young Modülü Enerji ve İş Çevirici Güç Çevirici Kuvvet Çevirici Zaman Çevirici Lineer Hız Çevirici Düz Açı Isıl Verim ve Yakıt Ekonomisi Çevirici Sayı çeşitli sistemler kalkülüs Bilgi miktarının ölçü birimlerinin dönüştürücüsü Döviz kurları Boyutlar Bayan giyimi ve Ayakkabı Boyutu erkek giyim Açısal hız ve dönme hızı dönüştürücü İvme dönüştürücü Açısal ivme dönüştürücü Yoğunluk dönüştürücü Spesifik hacim dönüştürücü Atalet momenti dönüştürücü Kuvvet momenti dönüştürücü Tork dönüştürücü Termal Genleşme Katsayısı Dönüştürücü Termal Direnç Dönüştürücü Termal İletkenlik Dönüştürücü Özgül Isı Dönüştürücü Enerji Maruz Kalma ve Güç Dönüştürücü termal radyasyon yoğunluk dönüştürücü ısı akışı Isı Transfer Katsayısı Dönüştürücü Hacim Akış Dönüştürücü Kütle Akış Dönüştürücü Molar Akış Dönüştürücü Kütle Akı Yoğunluk Dönüştürücü Molar Konsantrasyon Dönüştürücü Çözeltide Kütle Konsantrasyon Dinamik (Mutlak) Viskozite Dönüştürücü Kinematik Viskozite Dönüştürücü Yüzey Gerilim Dönüştürücü Buhar Geçirgenlik Dönüştürücü Buhar Geçirgenlik ve Buhar Aktarım Hız Dönüştürücü Ses Seviyesi Dönüştürücü Mikrofon Duyarlılık Dönüştürücü Seviye dönüştürücü ses basıncı(SPL) Seçilebilir referans basıncına sahip ses basıncı seviye dönüştürücü Parlaklık dönüştürücü Işık yoğunluğu dönüştürücü Aydınlık dönüştürücü Bilgisayar grafik çözünürlük dönüştürücü Frekans ve dalga boyu dönüştürücü Diyoptri gücü ve odak uzaklığı Diyoptri gücü ve mercek büyütme (×) Elektrik yükü dönüştürücü Dönüştürücü Doğrusal Yük Yoğunluğu Yüzey Yük Yoğunluğu Dönüştürücü Toplu Şarj Yoğunluğu Dönüştürücü Dönüştürücü elektrik akımı Lineer Akım Yoğunluğu Dönüştürücü Yüzey Akım Yoğunluğu Dönüştürücü Gerilim Dönüştürücü Elektrik alanı Elektrostatik Potansiyel ve Voltaj Dönüştürücü Elektrik Direnç Dönüştürücü Elektrik Direnç Dönüştürücü Elektrik İletkenlik Dönüştürücü Elektriksel İletkenlik Dönüştürücü Kapasitans Endüktans Dönüştürücü Amerikan Tel Ölçü Dönüştürücü dBm (dBm veya dBmW), dBV (dBV), Watt, vb. cinsinden seviyeler manyetik alan gücü Manyetik akı dönüştürücü Manyetik indüksiyon dönüştürücü Radyasyon. İyonize Radyasyon Emilen Doz Hızı Dönüştürücü Radyoaktivite. Radyoaktif Bozunma Dönüştürücü Radyasyon. Maruz Kalma Doz Dönüştürücü Radyasyon. Absorbe edilmiş doz dönüştürücü Periyodik sistem kimyasal elementler D.I. Mendeleyev
Başlangıç değeri
dönüştürülmüş değer
joule / kilogram / kelvin / joule / kilogram / °C / joule / gram / kilogram başına kilojoule / kilogram / kelvin kilojoule / kilogram başına °C kalori (IT) gram başına °C başına kalori (IT) / gram başına °F kalori ( thr. ) gram başına °C kilokalori (th.) başına kg başına °C kalori (th.) kg başına °C kilokalori (th.) kg başına kelvin kilokalori (th.) başına kg başına kelvin kilogram başına kelvin pound- kuvvet ayak her °F'de pound başına Rankine BTU (th) pound başına °F başına BTU (th) pound başına °F başına BTU (th) pound başına °Rankine BTU (th) pound başına pound başına Rankine BTU (IT) pound başına °C santigrat sıcak birimler pound başına °C
Özgül ısı kapasitesi hakkında daha fazla bilgi
Genel bilgi
Moleküller ısının etkisi altında hareket eder - bu harekete denir moleküler difüzyon. Bir maddenin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, moleküller o kadar hızlı hareket eder ve daha yoğun difüzyon meydana gelir. Moleküllerin hareketi sadece sıcaklıktan değil, aynı zamanda basınçtan, bir maddenin viskozitesinden ve konsantrasyonundan, difüzyon direncinden, moleküllerin hareketleri sırasında kat ettikleri mesafe ve kütlelerinden de etkilenir. Örneğin, viskozite hariç diğer tüm değişkenler eşit olduğunda suda ve balda difüzyon işleminin nasıl gerçekleştiğini karşılaştırırsak, sudaki moleküllerin baldan daha hızlı hareket ettiği ve yayıldığı açıktır, çünkü balın bir özelliği vardır. daha yüksek viskozite.
Moleküller hareket etmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar ve ne kadar hızlı hareket ederlerse o kadar fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar. Isı, bu durumda kullanılan enerji türlerinden biridir. Yani, bir maddede belirli bir sıcaklık korunursa, moleküller hareket edecek ve sıcaklık artırılırsa hareket hızlanacaktır. Doğal gaz, kömür veya odun gibi yakıtların yakılmasıyla ısı şeklinde enerji elde edilir. Birkaç madde aynı miktarda enerji kullanılarak ısıtılırsa, bazı maddelerin daha yoğun difüzyon nedeniyle diğerlerinden daha hızlı ısınması muhtemeldir. Isı kapasitesi ve özgül ısı kapasitesi, maddelerin sadece bu özelliklerini tanımlar.
Özısı belirli bir kütledeki bir cismin veya maddenin sıcaklığını belirli bir miktarda değiştirmek için ne kadar enerji (yani ısı) gerektiğini belirler. Bu özellik diğerlerinden farklı ısı kapasitesi Tüm bir vücudun veya maddenin sıcaklığını belirli bir sıcaklığa değiştirmek için gereken enerji miktarını belirleyen . Isı kapasitesi hesaplamaları, özgül ısı kapasitesinden farklı olarak kütleyi hesaba katmaz. Isı kapasitesi ve özgül ısı kapasitesi, yalnızca kararlı bir durumdaki maddeler ve cisimler için hesaplanır. toplama durumu, örneğin, katılar için. Bu makale, birbiriyle ilişkili oldukları için bu kavramların her ikisini de tartışmaktadır.
Malzemelerin ve maddelerin ısı kapasitesi ve özgül ısı kapasitesi
metaller
Metaller ve diğerlerinde moleküller arasındaki uzaklık nedeniyle metaller çok güçlü bir moleküler yapıya sahiptir. katılar sıvılarda ve gazlarda olduğundan çok daha azdır. Bu nedenle, moleküller yalnızca çok küçük mesafelerde hareket edebilir ve buna göre, sıvı ve gaz moleküllerinden daha yüksek bir hızda hareket etmelerini sağlamak için çok daha az enerji gerekir. Bu özelliğinden dolayı özgül ısı kapasiteleri düşüktür. Bu, metalin sıcaklığını yükseltmenin çok kolay olduğu anlamına gelir.
Suçlu
Öte yandan, suyun diğer sıvılarla karşılaştırıldığında bile çok yüksek bir özgül ısı kapasitesi vardır, bu nedenle özgül ısı kapasitesi daha düşük olan maddelere kıyasla bir birim kütledeki suyu bir derece ısıtmak için çok daha fazla enerji gerektirir. Su molekülündeki hidrojen atomları arasındaki güçlü bağlar nedeniyle su yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir.
Su, dünyadaki tüm canlı organizmaların ve bitkilerin ana bileşenlerinden biridir, bu nedenle özgül ısı kapasitesi gezegenimizdeki yaşam için önemli bir rol oynar. Suyun özgül ısı kapasitesinin yüksek olması nedeniyle bitkilerdeki sıvının sıcaklığı ve hayvanların vücudundaki boşluklu sıvının sıcaklığı çok soğuk veya çok sıcak günlerde bile çok az değişir.
Su, hem hayvanlarda hem de bitkilerde ve bir bütün olarak Dünya yüzeyinde termal rejimi sürdürmek için bir sistem sağlar. Gezegenimizin büyük bir kısmı suyla kaplıdır, bu nedenle hava ve iklimin düzenlenmesinde büyük rol oynayan sudur. Maruziyetten büyük miktarda ısı gelse bile Güneş radyasyonu Dünya yüzeyinde, okyanuslardaki, denizlerdeki ve diğer su kütlelerindeki suyun sıcaklığı kademeli olarak artar ve çevre sıcaklığı da yavaş yavaş değişir. Öte yandan, Dünya gibi suyla kaplı büyük yüzeylerin bulunmadığı gezegenlerde veya Dünya'nın suyun kıt olduğu bölgelerinde güneş radyasyonundan gelen ısı yoğunluğunun sıcaklığa etkisi büyüktür. Bu, özellikle gündüz ve gece sıcaklıkları arasındaki farka bakıldığında fark edilir. Örneğin, okyanus yakınında, gündüz ve gece sıcaklıkları arasındaki fark küçüktür, ancak çölde çok büyüktür.
Suyun yüksek ısı kapasitesi aynı zamanda suyun sadece yavaş ısınması değil, aynı zamanda yavaş soğuması anlamına da gelir. Bu özelliğinden dolayı su genellikle soğutucu olarak yani soğutucu olarak kullanılır. Ayrıca su kullanımı fiyatının düşük olması nedeniyle faydalıdır. Soğuk iklime sahip ülkelerde sıcak su Isıtma için borularda dolaşır. Etilen glikol ile karıştırılarak araba radyatörlerinde motoru soğutmak için kullanılır. Bu tür sıvılara antifriz denir. Etilen glikolün ısı kapasitesi suyunkinden daha düşüktür, bu nedenle böyle bir karışımın ısı kapasitesi de daha düşüktür, bu da antifrizli bir soğutma sisteminin veriminin de su içeren sistemlerden daha düşük olduğu anlamına gelir. Ancak etilen glikol kışın suyun donmasına ve otomobilin soğutma sisteminin kanallarına zarar vermesine izin vermediği için buna katlanmak gerekiyor. Daha soğuk iklimler için tasarlanmış soğutuculara daha fazla etilen glikol eklenir.
Günlük yaşamda ısı kapasitesi
Diğer şeyler eşit olduğunda, malzemelerin ısı kapasitesi, ne kadar hızlı ısındıklarını belirler. Isı kapasitesi ne kadar yüksek olursa, bu malzemeyi ısıtmak için o kadar fazla enerji gerekir. Yani, farklı ısı kapasitesine sahip iki malzeme aynı miktarda ve aynı koşullar altında ısıtılırsa, ısı kapasitesi daha düşük olan bir madde daha hızlı ısınır. Isı kapasitesi yüksek olan malzemeler ise tam tersine daha yavaş ısınır ve çevreye daha yavaş ısı verir.
Mutfak eşyaları ve mutfak eşyaları
Çoğu zaman yemekler için malzeme seçiyoruz ve mutfak eşyalarıısı kapasitelerine bağlıdır. Bu esas olarak tencere, tabak, fırın kapları ve diğer benzer mutfak eşyaları gibi ısıyla doğrudan temas halinde olan öğeler için geçerlidir. Örneğin, tencere ve tavalar için metaller gibi düşük ısı kapasitesine sahip malzemeleri kullanmak daha iyidir. Bu, ısının ısıtıcıdan tencere yoluyla yiyeceğe daha kolay ve hızlı bir şekilde aktarılmasına yardımcı olur ve pişirme işlemini hızlandırır.
Öte yandan ısı kapasitesi yüksek malzemeler ısıyı uzun süre muhafaza ettiğinden yalıtım amaçlı yani ürünlerin ısısını muhafaza etmek ve çevreye sızmasını önlemek gerektiğinde veya , tersine, odanın ısısının soğutulmuş ürünleri ısıtmasını önlemek için. Çoğu zaman, bu tür malzemeler, sıcak veya tersine çok soğuk yiyecek ve içeceklerin servis edildiği tabak ve bardaklar için kullanılır. Sadece ürünün sıcaklığını korumaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda insanların yanmasını da önlerler. Seramik ve genleşmiş polistirenden yapılmış tabaklar - iyi örnekler bu tür malzemelerin kullanımı.
ısı yalıtımlı gıda
Ürünlerdeki su ve yağ içeriği gibi bir dizi faktöre bağlı olarak, ısı kapasiteleri ve özgül ısı kapasiteleri farklı olabilir. Yemek pişirmede, gıdaların ısı kapasitesinin bilinmesi, bazı gıdaların izolasyon amacıyla kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Diğer yiyecekleri yalıtkan ürünlerle kaplarsanız, bu yiyeceklerin altlarında daha uzun süre ısınmasına yardımcı olurlar. Bu ısı yalıtım ürünlerinin altındaki tabaklar yüksek ısı kapasitesine sahipse zaten yavaş yavaş ortama ısı verirler. İyice ısındıktan sonra üzerindeki yalıtım ürünleri sayesinde daha yavaş ısı ve su kaybederler. Bu nedenle daha uzun süre sıcak kalırlar.
Özellikle pizza ve diğer benzer yemeklerde kullanılan peynir, ısı yalıtım ürünlerine bir örnektir. Eriyene kadar su buharının geçmesine izin verir, bu da içerdiği su buharlaştığı için altındaki yiyeceklerin hızla soğumasını sağlar ve bu sayede içerdiği yiyecekleri soğutur. Eritilmiş peynir tabağın yüzeyini kaplar ve altındaki yiyeceği yalıtır. Genellikle peynirin altında soslar ve sebzeler gibi yüksek su içeriğine sahip yiyecekler bulunur. Bu nedenle yüksek ısı kapasitesine sahiptirler ve özellikle erimiş peynirin altında oldukları için uzun süre sıcak kalırlar ve dışarıya su buharı salmazlar. Bu nedenle fırından çıkan pizza o kadar sıcaktır ki, kenarlardaki hamur soğumuş olsa bile sos veya sebze ile kendinizi kolayca yakabilirsiniz. Pizzanın peynirin altındaki yüzeyi uzun süre soğumaz, bu da pizzayı iyi yalıtılmış bir termal torba içinde evinize ulaştırmayı mümkün kılar.
Bazı tarifler, altındaki yiyecekleri yalıtmak için sosları peynirle aynı şekilde kullanır. Sosdaki yağ içeriği ne kadar yüksek olursa, ürünleri o kadar iyi izole eder - bu durumda tereyağı veya krema bazlı soslar özellikle iyidir. Bunun nedeni yine yağın suyun buharlaşmasını engellemesi ve dolayısıyla buharlaşma için gerekli olan ısının dışarı atılmasıdır.
Yemek pişirmede bazen ısı yalıtımı için gıdaya uygun olmayan malzemeler de kullanılmaktadır. Orta Amerika, Filipinler, Hindistan, Tayland, Vietnam ve diğer birçok ülkedeki aşçılar bu amaçla sıklıkla muz yaprağı kullanırlar. Sadece bahçede toplanamazlar, aynı zamanda bir mağazadan veya pazardan satın alınabilirler - hatta muz yetiştirilmeyen ülkelerde bu amaçla ithal edilirler. Bazen izolasyon amacıyla alüminyum folyo kullanılır. Sadece suyun buharlaşmasını engellemekle kalmaz, aynı zamanda radyasyon şeklinde ısı transferini önleyerek ısının içeride kalmasına yardımcı olur. Kuşun kanatlarını ve diğer çıkıntılı kısımlarını pişirme sırasında folyoya sararsanız folyo onların aşırı ısınmasını ve yanmasını önleyecektir.
Yemek pişirmek
Peynir gibi yüksek yağ içeriğine sahip yiyeceklerin ısı kapasitesi düşüktür. Yüksek ısı kapasiteli ürünlerden daha az enerjiyle daha fazla ısınırlar ve Maillard reaksiyonunun gerçekleşmesi için yeterince yüksek sıcaklıklara ulaşırlar. Maillard reaksiyonu, Kimyasal reaksiyonşekerler ve amino asitler arasında meydana gelen ve tadı ve görünümÜrün:% s. Bu reaksiyon, ekmek ve unlu şekerleme pişirme, yiyecekleri fırında pişirme ve kızartma gibi bazı pişirme yöntemlerinde önemlidir. Yiyeceklerin sıcaklığını bu reaksiyonun meydana geldiği sıcaklığa yükseltmek için pişirme işleminde yüksek yağlı yiyecekler kullanılır.
Pişirmede şeker
Şekerin özgül ısı kapasitesi yağınkinden bile daha düşüktür. Şeker, suyun kaynama noktasından daha yüksek sıcaklıklara hızla ısındığından, mutfakta onunla çalışmak, özellikle karamel veya tatlı yaparken güvenlik önlemleri gerektirir. Şekerin sıcaklığı 175 ° C'ye (350 ° F) ulaştığından ve erimiş şekerden kaynaklanan yanık çok şiddetli olacağından, şekeri çıplak deriye dökmemek için eritirken çok dikkatli olunmalıdır. Bazı durumlarda şekerin kıvamını kontrol etmek gerekir ancak bu asla yapılmamalıdır. çıplak elleşeker ısıtılırsa. Çoğu zaman insanlar şekerin ne kadar çabuk ve ne kadar ısınabileceğini unuturlar, bu yüzden yanarlar. Eritilmiş şekerin ne için olduğuna bağlı olarak kıvamı ve sıcaklığı kullanılarak kontrol edilebilir. soğuk su aşağıda açıklandığı gibi.
Şeker ve şeker şurubunun özellikleri pişirildiği sıcaklığa göre değişir. Sıcak şeker şurubu, en ince bal gibi ince, kalın veya ince ile kalın arasında bir yerde olabilir. Tatlılar, karameller ve tatlı soslar için tarifler genellikle sadece şekerin veya şurubun ısıtılması gereken sıcaklığı değil, aynı zamanda "yumuşak top" aşaması veya "sert top" aşaması gibi şekerin sertlik aşamasını da belirtir. Her aşamanın adı şekerin kıvamına karşılık gelir. Tutarlılığı belirlemek için, şekerlemeci birkaç damla şurubu buzlu suya düşürür ve soğutur. Bundan sonra, tutarlılık dokunarak kontrol edilir. Örneğin, soğutulmuş şurup kalınlaşır, ancak sertleşmez, ancak yumuşak kalırsa ve bundan bir top yapabilirsiniz, o zaman şurubun “yumuşak top” aşamasında olduğu kabul edilir. Dondurulmuş şurubun şekli çok zor olmasına rağmen yine de elle değiştirilebilirse, o zaman “sert top” aşamasındadır. Şekerlemeciler genellikle bir gıda termometresi kullanır ve ayrıca şekerin kıvamını elle kontrol eder.
besin Güvenliği
Gıdaların ısı kapasitesini bilerek, bozulmayacakları bir sıcaklığa ulaşmak için ne kadar süreyle soğutulmaları veya ısıtılmaları gerektiğini ve vücuda zararlı bakterilerin hangisinde öleceğini belirleyebilirsiniz. Örneğin, belirli bir sıcaklığa ulaşmak için, daha yüksek ısı kapasitesine sahip yiyeceklerin soğuması veya ısınması, düşük ısı kapasitesine sahip yiyeceklere göre daha uzun sürer. Yani, bir yemeğin pişirme süresi, içinde hangi ürünlerin bulunduğuna ve ayrıca suyun ondan ne kadar çabuk buharlaştığına bağlıdır. Buharlaşma önemlidir çünkü çok fazla enerji gerektirir. Genellikle, bir yemeğin veya içindeki yiyeceklerin sıcaklığını kontrol etmek için bir yemek termometresi kullanılır. Özellikle balık, et ve kümes hayvanlarının hazırlanması sırasında kullanılması uygundur.
mikrodalgalar
Yiyeceklerin mikrodalga fırında ne kadar verimli ısıtıldığı, diğer faktörlerin yanı sıra yiyeceğin özgül ısısına da bağlıdır. Mikrodalga fırının magnetronunun ürettiği mikrodalga radyasyonu, su, yağ ve diğer bazı maddelerin moleküllerinin daha hızlı hareket etmesine ve gıdanın ısınmasına neden olur. Yağ moleküllerinin düşük ısı kapasiteleri nedeniyle hareket etmesi kolaydır ve bu nedenle yağlı yiyecekler daha fazla ısıtılır. yüksek sıcaklıklarçok su içeren yiyeceklerden daha iyidir. Ulaşılan sıcaklık, Maillard reaksiyonu için yeterli olacak kadar yüksek olabilir. Yüksek su içeriğine sahip ürünler, suyun yüksek ısı kapasitesi nedeniyle bu sıcaklıklara ulaşmazlar ve bu nedenle bunlarda Maillard reaksiyonu oluşmaz.
Mikrodalga yağın ulaştığı yüksek sıcaklıklar pastırma gibi bazı yiyeceklerin pişmesine neden olabilir, ancak bu sıcaklıklar kullanıldığında tehlikeli olabilir. mikrodalga fırınlar, özellikle kullanım kılavuzunda açıklanan fırını kullanma kurallarına uymazsanız. Örneğin, fırında yağlı yiyecekleri ısıtırken veya pişirirken kullanmamalısınız. plastik kaplar, çünkü mikrodalgaya uygun yemekler bile yağın ulaştığı sıcaklıklar için tasarlanmamıştır. Ayrıca yağlı yiyeceklerin çok sıcak olduğunu unutmayın ve kendinizi yakmamak için dikkatli yiyin.
Günlük hayatta kullanılan malzemelerin özgül ısı kapasitesi
Ölçü birimlerini bir dilden diğerine çevirmeyi zor buluyor musunuz? Meslektaşlarınız size yardım etmeye hazır. TCTerms'e bir soru gönderin ve birkaç dakika içinde bir cevap alacaksınız.
