Formula, Unit dan Langkah Kapasiti Calorific

The kapasiti haba daripada tubuh atau sistem adalah kuah yang menghasilkan antara tenaga haba yang ditransmisikan ke tubuh dan perubahan suhu yang dialami dalam proses itu. Satu lagi definisi yang lebih tepat ialah ia merujuk kepada berapa banyak haba yang diperlukan untuk menghantar kepada badan atau sistem supaya suhunya meningkatkan tahap Kelvin.

Ia berlaku secara berterusan bahawa badan-badan terpanas memberikan haba kepada badan-badan yang paling sejuk dalam proses yang berlangsung selagi terdapat perbezaan suhu antara kedua-dua badan yang bersentuhan. Kemudian, haba adalah tenaga yang ditransmisikan dari satu sistem ke satu lagi oleh fakta mudah bahawa terdapat perbezaan suhu di antara mereka.

Dengan persetujuan ia ditakrifkan sebagai haba (Q) positif yang diserap oleh sistem, dan sebagai haba negatif yang dipindahkan oleh suatu sistem.

Daripada yang di atas, disimpulkan bahawa tidak semua objek menyerap dan memelihara haba dengan kemudahan yang sama; bahan-bahan tertentu dipanaskan dengan lebih mudah daripada yang lain.

Ia harus diambil kira bahawa, pada akhirnya, keupayaan kalori tubuh bergantung pada sifat dan komposisi tubuh.

Indeks

• 1 Formula, unit dan langkah 
• 2 Haba khusus
  • 2.1 Haba air tertentu
  • 2.2 Pemindahan haba
• 3 Contoh
  • 3.1 Peringkat 1
  • 3.2 Peringkat 2
  • 3.3 Peringkat 3
  • 3.4 Peringkat 4
  • 3.5 Peringkat 5
• 4 Rujukan

Formula, unit dan langkah

Kapasiti haba boleh ditentukan bermula dari ungkapan berikut:

C = dQ / dT

Jika perubahan suhu cukup kecil, ungkapan di atas dapat dipermudahkan dan digantikan dengan yang berikut:

C = Q / ΔT

Kemudian, unit pengukuran keupayaan haba dalam sistem antarabangsa ialah Julai setiap kelvin (J / K).

Kapasiti haba boleh diukur pada tekanan malar C_p atau pada jumlah tetap C_v.

Haba khusus

Selalunya kapasiti haba sistem bergantung kepada kuantiti bahan atau jisimnya. Dalam kes ini, apabila sistem terdiri daripada satu bahan dengan ciri-ciri homogen, haba tentu diperlukan, juga dipanggil kapasiti haba tertentu (c).

Oleh itu, haba khusus jisim adalah jumlah haba yang mesti dibekalkan kepada unit jisim suatu bahan untuk meningkatkan suhunya dengan kelulusan Kelvin, dan boleh ditentukan dari ungkapan berikut:

c = Q / m ΔT

Dalam persamaan ini m ialah jisim bahan. Oleh itu, unit pengukuran haba spesifik dalam kes ini adalah Julai setiap kilogram per kelvin (J / kg K), atau juga Julai setiap gram setiap kelvin (J / g K).

Begitu juga, haba spesifik molar adalah jumlah haba yang mesti dibekalkan kepada mol bahan untuk meningkatkan suhunya dengan gelaran Kelvin. Dan ia boleh ditentukan dari ungkapan berikut:

c = Q / n ΔT

Dalam ungkapan n ialah bilangan tahi lalat dari bahan tersebut. Ini menunjukkan bahawa unit pengukuran haba spesifik dalam kes ini ialah Julai setiap mol setiap kelvin (J / mol K).

Haba air tertentu

Pemanis spesifik banyak bahan dikira dan mudah diakses dalam jadual. Nilai haba spesifik air dalam keadaan cair adalah 1000 kalori / kg K = 4186 J / kg K. Sebaliknya, haba spesifik air dalam keadaan gas adalah 2080 J / kg K dan dalam keadaan pepejal 2050 J / kg K.

Penghantaran haba

Dengan cara ini dan memandangkan nilai khusus sebahagian besar bahan-bahan telah dikira, adalah mungkin untuk menentukan pemindahan haba antara dua badan atau sistem dengan ungkapan berikut:

Q = c m ΔT

Atau jika haba spesifik molar digunakan:

Q = c n ΔT

Perlu diingat bahawa ekspresi ini membolehkan untuk menentukan fluks haba selagi tidak ada perubahan keadaan.

Dalam proses perubahan keadaan kita bercakap mengenai haba laten (L), yang ditakrifkan sebagai tenaga yang diperlukan oleh kuantiti bahan untuk mengubah fasa atau keadaan, sama ada dari pepejal hingga cair (panas fusi, L_f) atau daripada cecair kepada gas (haba pengewapan, L_v).

Ia mesti diambil kira bahawa tenaga sedemikian dalam bentuk haba dimakan sepenuhnya dalam perubahan fasa dan tidak membalikkan variasi suhu. Dalam kes sedemikian ekspresi untuk mengira aliran haba dalam proses pengewapan adalah seperti berikut:

Q = L_v m

Jika haba spesifik molar digunakan: Q = L_v n

Dalam proses gabungan: Q = L_f  m

Jika haba spesifik molar digunakan: Q = L_f n

Secara amnya, seperti haba tertentu, bahan terpendam kebanyakan bahan telah dikira dan mudah diakses dalam jadual. Jadi, sebagai contoh, dalam kes air anda perlu:

L_f  = 334 kJ / kg (79.7 kal / g) pada 0 ° C; L_v = 2257 kJ / kg (539.4 kal / g) pada 100 ° C.

Contoh

Dalam kes air, jika jisim air beku (ais) 1 kg dipanaskan dari suhu -25 ° C hingga suhu 125 ° C (wap air), haba yang digunakan dalam proses akan dikira seperti berikut :

Peringkat 1

Ais dari -25 ºC hingga 0 ºC.

Q = c m ΔT = 2050 1 25 = 51250 J

Peringkat 2

Perubahan keadaan ais ke air cair.

Q = L_f  m = 334000 1 = 334000 J

Peringkat 3

Air cecair dari 0 ºC hingga 100 ºC.

Q = c m ΔT = 4186 1 100 = 418600 J

Peringkat 4

Perubahan keadaan dari air cecair ke wap air.

Q = L_v m = 2257000 1 = 2257000 J

Peringkat 5

Wap air dari 100 ºC hingga 125 ºC.

Q = c m ΔT = 2080 1 25 = 52000 J

Oleh itu, jumlah aliran haba dalam proses adalah jumlah yang dihasilkan dalam setiap lima peringkat dan menghasilkan 31112850 J.

Rujukan

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fizik Jilid 1. Cecsa.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Dunia Kimia Fizikal. Kapasiti Haba. (n.d.). Di Wikipedia. Diambil pada 20 Mac, 2018, dari en.wikipedia.org.
3. Laten Haba (n.d.). Di Wikipedia. Diambil pada 20 Mac, 2018, dari en.wikipedia.org.
4. Clark, John, O.E. (2004). Kamus Penting Sains. Barnes & Noble Books.
5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Kimia Fizikal, (edisi pertama 1978), edisi kesembilan 2010, Oxford University Press, Oxford UK.