Кожен школяр стикається на уроках фізики з таким поняттям, як “питома теплоємність”. У більшості випадків люди забувають шкільне визначення, а часто і зовсім не розуміють значення цього терміна. У технічних вузах більшість студентів рано чи пізно зіткнеться з питомою теплоємністю. Можливо, в рамках вивчення фізики, а може у когось буде така дисципліна як “теплотехніка” або “технічна термодинаміка”. В такому випадку доведеться згадувати шкільну програму. Отже, нижче розглядається визначення, приклади, значення для деяких речовин.
Визначення
Питома теплоємність є фізичною величиною, яка характеризує, скільки тепла потрібно підвести до одиниці речовини або відвести від одиниці речовини, щоб його температура змінилася на один градус. Важливо скасувати, що не має значення, градус Цельсія, Кельвіна і за Фаренгейтом, головне – зміна температури на одиницю.
Питома теплоємність має свою одиницю вимірювання – міжнародній системі одиниць (СІ) – Джоуль, поділений на твір кілограма і градус Кельвіна, Дж/(кг·К); позасистемною одиницею є ставлення калорії до твору кілограма і градуси Цельсія, кал/(кг·°C). Дана величина найчастіше позначається літерою с або с, іноді використовуються індекси. Наприклад, якщо тиск постійно, то індекс “р”, а якщо постійним є обсяг, то v.
Варіації визначення
Можливі кілька формулювань визначення обговорюваної фізичної величини. Крім викладеної вище, прийнятним вважається визначення, яке свідчить, що питома теплоємність являє собою відношення значення теплоємності речовини до його маси. В цьому разі необхідно чітко розуміти, що таке “теплоємність”. Отже, теплоємністю називають фізичну величину, що показує, яку кількість теплоти необхідно підвести до тіла (речовини) або відвести з метою зміни його температури на одиницю. Питома теплоємність маси речовини, більшою кілограма, визначається аналогічно як для одиничного значення.
Деякі приклади і значення для різних речовин
Експериментально з’ясовано, що для різних речовин це значення по-різному. Наприклад, питома теплоємність води становить 4,187 кДж/(кг·К). Найбільше значення фізичної величини у водню – 14,300 кДж/(кг·К), найменша – у золота, становить 0,129 кДж/(кг·К). Якщо необхідно значення для конкретної речовини, то потрібно взяти довідник і знайти відповідні таблиці, а в них – цікавлять значення. Проте сучасні технології дозволяють значно прискорити процес пошуку – достатньо на будь-якому телефоні, який володіє опцією входу у всесвітню мережу Інтернет, набрати цікавить питання в пошуковому рядку почати пошук за результатами шукати відповідь. У більшості випадків необхідно перейти по першій посиланням. Проте іноді і зовсім не потрібно нікуди більше переходити в короткому описі інформації видно відповідь на питання.
Найбільш розповсюджені речовини, для яких шукають теплоємність, в тому числі і питому, це:
- повітря (сухий) – 1,005 кДж/(кг·К),
- алюміній – 0,930 кДж/(кг·К),
- мідь – 0,385 кДж/(кг·К),
- етанол – 2,460 кДж/(кг·К),
- залізо – 0,444 кДж/(кг·К),
- ртуть – 0,139 кДж/(кг·К),
- кисень – 0,920 кДж/(кг·К),
- деревина – 1,700 кДж/(кг·К),
- пісок – 0,835 кДж/(кг·К).
