Cách tính nhiệt dung riêng của nước

Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần phải cung cấp cho một đơn vị đo lường chất đó để nhiệt độ của nó tăng lên một độ trong quá trình

Trong hệ thống đo lường quốc tế, đơn vị đo của nhiệt dung riêng là Joule trên kilôgam trên Kelvin, J·kg−1·K−1 hay J/[kg·K], hoặc Joule trên mol trên Kelvin. kí hiệu là c

Người ta sử dụng nhiệt dung riêng để tính toán nhiệt lượng khi gia công nhiệt cho vật liệu xây dựng và lựa chon vật liệu trong các trạm nhiệt.

Công thức: c = Q/m∆t

Một trong những khía cạnh cơ bản được sử dụng trong cả vật lý và hóa học là nhiệt lượng riêng. Cụ thể, nhiệt dung riêng của nước nó rất được yêu cầu trong hầu hết mọi loại thử nghiệm. Điều đầu tiên cần làm là biết nhiệt dung riêng là gì và biết tầm quan trọng của việc biết giá trị này trong nước.

Vì vậy, chúng tôi sẽ dành bài viết này để cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về nhiệt dung riêng của nước và tầm quan trọng của nó.

Nhiệt riêng là gì

Để một chất tăng nhiệt độ thì cần một năng lượng nhất định. Lượng năng lượng này phải được cung cấp dưới dạng nhiệt. Đây là những gì được gọi là nhiệt riêng. Một tên gọi khác mà nó được biết đến là nhiệt dung riêng. Chính giá trị này cho phép chúng ta giải thích tại sao thìa gỗ có thể nóng lên chậm và nhanh hơn thìa tinh. Nó cũng giải thích lý do tại sao chúng ta sử dụng một số vật liệu nhất định để có thể chế tạo một số công cụ và đồ dùng theo cách sử dụng được nâng lên để ban tặng.

Với điều này, chúng tôi định nghĩa trong vật lý là nhiệt riêng lượng năng lượng phải truyền cho một đơn vị khối lượng của chất để tăng nhiệt độ của nó thêm một độ. Nhiệt dung riêng của nước hầu như luôn được lấy làm ví dụ. Tức là lượng năng lượng cần thiết để có thể làm nóng nước ở nhiệt độ của nó một độ. Chúng ta biết rằng nếu 4182 jun năng lượng được truyền cho một kg nước ở nhiệt độ phòng, thì lượng nước đó sẽ tăng nhiệt độ của nó lên một độ. Từ đó chúng ta có thể nhận được giá trị rằng nhiệt dung riêng của nước bằng 4182 jun trên kilogam và độ.

Chúng ta biết rằng nhiệt dung riêng của nước có thể được biểu thị bằng các đơn vị khác nhau. Thông thường Các đơn vị năng lượng, khối lượng và nhiệt độ phải được phản ánh để phản ánh tổng thể. Hệ thống quốc tế của đơn vị chúng ta có jun trên kilogam là khối lượng và kelvin là nhiệt độ. Trong các vật liệu khác, giá trị này khác vì nhiệt dung riêng của nước được sử dụng làm cơ sở hoặc tham chiếu cho các giá trị còn lại. Ví dụ, nhiệt dung riêng của thép là 502 jun trên kilogam và kelvin. Điều này có nghĩa là sẽ cần 502 jun năng lượng để một kg thép tăng nhiệt độ của nó thêm một kelvin.

Một cách khác để biểu thị nhiệt dung riêng của nước hoặc vật liệu khác là các đơn vị khác. Ví dụ: bạn có thể đặt calo trên gam và độ C. Chúng tôi nhắc lại ví dụ về thép. Trong trường hợp này, nhiệt lượng riêng sẽ là 0.12 calo trên gam và độ C. Điều này có nghĩa là cần 0.12 calo năng lượng dưới dạng nhiệt để có thể tăng nhiệt độ thêm một độ của một gam thép.

Các tính năng chính

Trước khi tìm hiểu đầy đủ về nhiệt dung riêng của nước, cần phải biết rõ đặc điểm của nó là gì. Nó là một đặc tính vật lý chuyên sâu mà không phụ thuộc vào số lượng của chất. Điều này có nghĩa là, bất kể lượng chất chúng ta có là bao nhiêu, cần cùng một năng lượng để tăng nhiệt độ của chất đó. Mặt khác, nhiệt dung riêng có thể thay đổi ở các nhiệt độ khác nhau. Điều này có nghĩa là lượng năng lượng mà chúng ta sẽ cần truyền để có thể tăng nhiệt độ lên một độ không giống như năng lượng phải được truyền ở nhiệt độ phòng là 100 độ hoặc 0 độ. Ví dụ tốt nhất cho điều này là sự phụ thuộc nhiệt độ của nhiệt dung riêng của nước. Ta thấy rằng ở các nhiệt độ khác nhau nhiệt dung riêng của nước khác nhau.

Chúng ta có thể nói rằng đó là một thuộc tính mà các chất có và nó liên quan đến lượng năng lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của nó. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của nước là nó có nhiệt dung riêng cao. Điều này có nghĩa là để tăng nhiệt độ của nước, chúng cần phải hấp thụ rất nhiều nhiệt trên một đơn vị khối lượng.

Nhiệt dung riêng của nước là khác nhau tùy thuộc vào thể tích được giữ không đổi hay áp suất được giữ không đổi. Các biến này cũng đặt các giá trị khác tùy thuộc vào các điều kiện này. Khi chúng ta đề cập đến thể tích của chất, chúng ta đề cập đến nhiệt dung riêng đẳng tích. Mặt khác, nếu chúng ta đề cập đến áp suất không đổi, chúng ta chỉ ra rằng nhiệt dung riêng đẳng áp. Nếu chúng ta đi thực tế, sự khác biệt này được tạo ra chủ yếu khi làm việc với chất khí chứ không phải chất lỏng.

Tầm quan trọng của nhiệt dung riêng của nước

Chúng ta biết rằng trong điều kiện tiêu chuẩn, một kg nước cần 1 kilocalorie để nhiệt độ của nó tăng lên 1 ºC, tức là 1 kcal / ° C • kg, tương đương với 4184 J / [K • kg] trong hệ thống quốc tế. Chúng ta biết rằng nhiệt lượng riêng này là cao nhất so với mọi chất thông thường khác. Nếu chúng ta đặt một chậu nước đầy nắng vào mùa hè, nó có thể được làm nóng và ấm. Tuy nhiên, Nó sẽ không tăng nhiệt độ đủ để luộc hoặc nấu trứng trong đó. Mặt khác, nếu chúng ta đặt một thanh kim loại thì rất có thể bạn sẽ không thể cầm lấy nó vì nhiệt độ của nó quá cao sẽ khiến nó bị cháy.

Nhiệt dung riêng của nước là do các liên kết hydro mà các phân tử nước tạo nên. Đây là một kiểu tương tác giữa các phân tử mạnh đến mức cần nhiều năng lượng để làm cho chúng dao động và tăng nhiệt độ. Liên kết hydro rất mạnh và cần năng lượng để làm cho nó di chuyển. Do đó, để giữ nước sôi cần phải cung cấp năng lượng liên tục.

Tầm quan trọng của nó cũng được truyền tải trong khí tượng học. Thực tế là nước có nhiệt dung hàng năm cao này là một thực tế gây tò mò nếu không đặc tính quan trọng đáng chú ý là giúp điều hòa thời tiết và khí hậu nói chung. Bằng cách có nhiệt lượng riêng cao này, chúng ta biết rằng các khối nước lớn có nhiệm vụ điều chỉnh các dao động nhiệt độ khắc nghiệt trên khắp hành tinh. Nếu không, khí hậu có lẽ sẽ không có những đặc điểm như chúng ta biết ngày nay.

Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về nhiệt dung riêng của nước và tầm quan trọng của nó.

Học vật lý, bạn đã biết đến các khái niệm khối lượng riêng, trọng lượng riêng, nhiệt dung riêng. Vậy các bạn có thực sự hiểu nó là gì? Ví dụ nhiệt dung riêng của nước là gì? Hãy cũng đi tìm hiểu sâu hơn nhé!

Nhiệt dung là gì?

Theo Wikipedia, Nhiệt dung là lượng nhiệt mà một chất thu vào hay tỏa ra để tăng 1K hoặc 1 °C. Nhiệt dung riêng là một chất là nhiệt lượng cần phải cung cấp cho 1 mol một chất bất kì để chất đó tăng lên 1 độ trong quá trình.

Trong hệ thống đo lường quốc tế, đơn vị đo của nhiệt dung riêng là Joule trên kilôgam trên Kelvin, J·kg−1·K−1 hay J/[kg·K], hoặc Joule trên mol trên Kelvin.

Công Thức Tính Nhiệt Dung Riêng Của Nước

Công thức tính nhiệt lượng liên quan đến nhiệt dung riêng:

Q = m.c.  = m.c.[tlớn – tnhỏ]

Trong đó:

Q: Nhiệt lượng [J]

m: khối lượng vật [kg]

c: nhiệt dung riêng [J/kg.K]

Người ta sử dụng nhiệt dung riêng để tính toán nhiệt lượng khi gia công nhiệt cho vật liệu xây dựng và lựa chon vật liệu trong các trạm nhiệt.

Nhiệt dung riêng của nước là nhiệt lượng cần thiết để truyền vào nước khiến nước thay đổi nhiệt độ.

Xem thêm: Khối lượng riêng của nước

Bảng Nhiệt Dung Riêng Của Nước

Bảng nhiệt dung riêng dưới đây bao gồm có nước, nước đá và một số chất phổ biến khác.

Nhiệt Dung Riêng Của Nước Là 4200 J/Kg.K Có Nghĩa Là Gì?

Nghĩa là chúng ta cần dùng lượng nhiệt là 4200 để nâng nhiệt độ của 1 mol nước lên 1K.

Có thể thấy nhiệt dung riêng của nước và của nước đá là khác nhau. Ta suy ra các chất ở các nhiệt độ khác nhau thì nhiệt dung riêng của chúng cũng khác nhau.

Nhiệt Dung Riêng Của Nước Theo Độ C

Phía trên là bảng nhiệt dung riêng theo độ K. Vậy nhiệt dung riêng của nước theo độ C là gì? Hãy cùng hoán đổi nhé.

Ta có: K = °C + 273.15

Từ đó ta có nhiệt dung riêng của nước theo độ C đó là:

4200 [J/kg.K] = 4200/ [1+273.15] = 15.32 [J/kg. °C]

Ví Dụ Về Nhiệt Dung Riêng:

Nhiệt dung riêng của thép carbon.

Muốn làm nóng thép carbon từ 20 °C lên đến 100 °C. Nhiệt dung riêng của thép carbon là 0.49 kJ/kg°C. Nhiệt lượng cần thiết để làm điều này là:

Q = m.c.  = m.c.[tlớn – tnhỏ] = [0.49 kJ/kg°C] [2kg] [100°C – 20°C] = 78.4 [kJ]

Hi vọng sau bài này các bạn sẽ biết thế nào là nhiệt dung riêng của nước và các chất khác. Từ đó áp dụng vào bài tập một cách chính xác nhất!

Đi tới: 1 hải lý bằng bao nhiêu km

Bài cùng chủ đề

Bài cùng chủ đề

Bài cùng chủ đề