Теплоемкость

Физика > Теплоемкость

Теплоемкость вычисляет количество тепла, нужное для поднятия температуры тела или системы на один градус Цельсия.

Задача обучения

• Разобраться в энтальпии в системе со стабильным объемом и давлением.

Основные пункты

• Теплоемкость – вычисляемая физическая величина, характеризующая количество тепла, которое понадобится, чтобы внести перемены в температуру.
• Это обширное свойство, масштабируемое соответственно с размерами систем.
• Теплоемкость не выступает постоянным понятием и зависит от температурного показателя, объема и давления.

Термины

• Энтальпия – общее количество энергии в системе (внутренняя и та, что нужна для смещения окружающей среды).
• Теплоемкость – количество тепловой энергии, которая нужна, чтобы повысить температурную отметку на градус Цельсия.

Теплоемкость

Теплоемкость обозначается как С и отображает физическую величину, указывающую на необходимое количество тепла для изменения температурного показателя. В единицах – Дж/К.

Речь идет о соотношении количества тепловой энергии к полученной в результате увеличения температуры:

Теплоемкость увеличивается вместе с расширением системы. Чем больше тепла вмещается в системе, тем больше понадобится его для переноса, чтобы добиться такой же перемены в температуре. То есть, для нагрева железного блока нужно 1000 Дж, но если массу удвоить, то 2000 Дж.

Изменение теплоемкости

Чему равна теплоемкость и как определить количество? Теплоемкость для большей части систем не выступает постоянным понятием, так как зависит от температуры, объема и давления. Не стоит также забывать, что работа и давление повышают температуру.

Расчеты теплоемкости проводят чаще при стабильных объеме и давлении. Значения индексируются, чтобы указать на определение. То же самое касается измерения газов и жидкостей. Стабильные показатели важны. Особенную роль играет постоянное давление, так как оно включает тепловую энергию, используемую для того, чтобы расширить вещество по мере роста температуры. Сильнее всего это просматривается в газах, где отметка при постоянном давлении на 30%-66.7% превышает показатели при постоянном объеме.

Термодинамические соотношения и теплоемкость

Внутренняя энергия в пределах замкнутой системы меняется через добавление тепла или выполнение работы. При первом законе термодинамики:

dU = δQ − δW.

Для работы и увеличения объема:

dU = δQ − PdV.

Если при стабильном объеме добавляется тепло, то второй элемент исчезает:

Мы вычислили теплоемкость при стабильном объеме. Также можно провести вычисления и при постоянном давлении:

H = U + PV.

Формула для dU меняется на:

dH = δQ + VdP.

В итоге, имеем:

---