Mikä on veden ominaislämpö? Miten se on erikoista?

ranta-3369140_640

Jos olet koskaan kävellyt rannalla aurinkoisena päivänä ja kastanut varpaasi veteen jäähdyttämään ne kuuman hiekan jälkeen, olet hyödyntänyt veden erityistä lämpöä.

Huolimatta miltä se saattaa kuulostaa, ominaislämpö ei viittaa jonkin kohteen tarkkaan lämpötilaan. Se on laajempi tieteellinen käsite, joka liittyy aineen lämmittämiseen tarvittavaan energiaan. Kuten olet ehkä huomannut esimerkistä, kaikki aineet eivät lämpene yhtä nopeasti - mistä seuraa hiekan ja veden eri lämpötilat.



Veden ominaislämpö on yksi sen mielenkiintoisimmista ominaisuuksista. Tässä artikkelissa kerromme, mikä on erityinen lämpö, ​​mitä yhtälöä käytät ominaislämmön löytämiseen ja miksi veden ominaislämpö on niin korkea.

body_pot

Liedellä, kattilalla, vedellä ja höyryllä on eri lämpötilat.

Mikä on ominaislämpö?

Ominaislämpö on lämpökapasiteetin mitta tai kuinka paljon lämpöä materiaali voi varastoida lämpötilan muuttuessa. Suuri lämpökapasiteetti tarkoittaa, että aine voi absorboida paljon lämpöä ennen lämpötilan muutoksen rekisteröimistä - ajattele, kuinka kauan kestää, että kattila lämpenee liedellä kosketukseen verrattuna siihen, kuinka kauan sisällä oleva vesi lämpenee . Tämä tarkoittaa sitä, että vedellä on suurempi lämpökapasiteetti - se voi varastoida enemmän lämpöä ennen lämpötilan muutosta.

Ominaislämpö viittaa täsmälliseen lämmön määrään, joka tarvitaan, jotta aineen yksi massayksikkö saadaan astetta lämpimämmäksi. Palataksemme esimerkkiimme, ominaislämpö tunnistaa tarkasti, kuinka paljon lämpöä tarvitaan yhden yksikön veden, kuten yhden kupin, yhden asteen lämpenemiseksi.

Koska lämpö on todella energiansiirron mitta, on tarkempaa sanoa se ominaislämpö on itse asiassa lausunto siitä, kuinka paljon energiaa aine voi imeytyä ennen yhden asteen lämpötilan muutosta.

Ominaislämpö mitataan tyypillisesti jouleina ja kilojouleina yhtä grammaa massaa kohti Celsius -lämpötilamittauksena. Kilogrammaa ja Fahrenheitia voidaan käyttää, mutta se on harvinaisempaa.

Lämpötila ja paine voivat vaikuttaa aineen ominaislämpöön, joten ominaislämpö määritetään tyypillisesti tasaisessa lämpötilassa ja paineessa, tyypillisesti 25 celsiusastetta.


body_kettle

Mikä on ominaislämmön yhtälö?

Yhtälö ominaislämmön laskemiseksi on:

horoskooppi heinäkuun 23

$$ Q = s × m × ΔT $$

pyöreä valkoinen pilleri isolla a

$ Q $ edustaa lämmön määrää, $ s $ ominaislämpöä ($ { Joules}/{ gram * ° Celsius} $), m aineen massa grammoina ja $ ΔT $ havaittu muutos lämpötila.

body_sea

Erilaisilla vesillä, kuten merivedellä, voi olla erilainen ominaislämpö.

Mikä on veden ominaislämpö?

Jotkut aineet kuumenevat nopeasti, kun taas toiset kuumenevat hitaasti. Vesi on yksi jälkimmäisistä - sillä on suuri ominaislämpökapasiteetti, koska se vaatii enemmän energiaa lämpötilan nostamiseen.

Veden ominaislämpökapasiteetti on 4182 J/kg ° C. Koska vesi on niin tärkeä ja yleinen aine, meillä on jopa erityinen tapa tunnistaa energian määrä, joka tarvitaan yhden gramman veden nostamiseen yhdellä celsiusasteella - kalori. Tämä eroaa kaloreista, joista puhumme ruoassa. Tällainen kalorimäärä vastaa 1000 kaloria, minkä vuoksi elintarvikkeisiin liittyviä kaloreita kutsutaan joskus myös kilokaloreiksi tai kcal.

Veden ominaislämpö on melko paljon korkeampi kuin monien muiden tavallisten aineiden. Esimerkiksi raudan ominaislämpö on 449 J/kg ° C, hiekka 830 J/kg ° C ja tammipuun 2400 J/kg ° C.

Tämä johtuu siitä, että vesi, joka koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista, on elektronegatiivinen. Elektronegatiivinen atomi vetää todennäköisemmin elektroneja itseensä, koska atomin toisella puolella on osittain positiivinen varaus ja toisella osittain negatiivinen varaus. Vastakkain varautuneet sivut vetyvät luonnollisesti toisiinsa muodostaen heikomman vety sidoksen. Siksi vesi pystyy virtaamaan itsensä ohi, mutta myös sitoutumaan yhteen - se muodostaa ja katkaisee jatkuvasti nämä siteet.

Nämä sidokset ovat myös syy siihen, miksi nestemäisellä vedellä on korkea ominaislämpö. Kaikki veden lämmittämiseen käytetty energia jaetaan sidosten katkaisemisen ja veden lämmittämisen välillä. Tämän takia, veden lämmittämiseen tarvitaan enemmän energiaa kuin muihin aineisiin.

Jos olet esimerkiksi rannalla aurinkoisena päivänä, huomaat, että hiekka on usein melko kuumaa kävellä, mutta vesi tuntuu aina viileältä, jopa matalassa. Tämä johtuu siitä, että hiekalla on pienempi ominaislämpökapasiteetti - se vaatii vähemmän energiaa lämpötilan nostamiseen yhden asteen. Koska vedellä on suuri lämpökapasiteetti, se vaatii enemmän energiaa lämpötilan nostamiseen yhden asteen. Aurinko tuottaa enemmän tai vähemmän vakioenergiaa, joka lämmittää hiekan nopeammin ja veden hitaammin.

body_desert

Hiekalla on paljon pienempi ominaislämpö kuin vedellä - siksi se kuumenee niin nopeasti!

Erityinen lämpötaulukko

Jos et ole jo perehtynyt jouleihin ja kaloreihin, nämä luvut saattavat tuntua hieman abstrakteilta. Tutustu tähän taulukkoon ja tutustu jouleiden ja kalorien mukaisiin yleisiin erityisiin lämpötiloihin ja vertaa niitä siihen, mitä tiedät näiden aineiden kuumenemisesta!

Materiaali Ominaislämpö J/kg ° C Ominaislämpö kaloreina/grammaa ° C
Kulta 129 0,031
Ilmaa 1005 0.24
Nahka 1500 0,36
Oliiviöljy 1790 0,43
Paperi 1336 0,32
Pöytäsuola 880 0.21
Kvartsihiekka 830 0,19
Teräs 490 0,12
Nestemäinen vesi 4182 1.00
Puu 1300 - 2400 0,41

Mielenkiintoisia Artikkeleita

Lycoming College pääsyvaatimukset

Länsi -Virginia Wesleyan Collegen pääsyvaatimukset

Bellevuen yliopiston pääsyvaatimukset

Kuinka lopettaa ajan loppuminen SAT-lukemisessa

Onko SAT Reading -kohtien aika loppunut eikä sinulla ole tarpeeksi aikaa vastata kysymyksiin? Annamme sinulle täydelliset strategiat, joiden avulla voit selvittää, kuinka saat enemmän minuutteja.

Tämän vuoden Ole Miss ACT -pisteet ja GPA

Worcesterin ammattikorkeakoulun pääsyvaatimukset

Sewanee: Etelä -yliopiston SAT -tulokset ja GPA

Epätäydellinen dominointi vs. kodominanssi: Mikä on ero?

Mitä eroa on epätäydellisen määräävän aseman ja kodinominanssin välillä? Opi kunkin yksityiskohdat vertaamalla kodominanssia ja epätäydellistä määräävää asemaa.

Mitä sinun tulee tietää Black Rockin vaihtoehto-/jatkokoulusta

Löydä osavaltioiden sijoitukset, SAT/ACT -tulokset, AP -tunnit, opettajan verkkosivustot, urheiluryhmät ja paljon muuta Black Rock Alternative/Continuation School -yliopistosta paikassa Yucca Valley, CA.

Paras Yhdysvaltain historian muistiinpanoja opiskelemaan

Etsitkö AP US History -tutkimuksia, joiden kanssa opiskella? Tässä on täydellinen opas Yhdysvaltain historiaan sekä erittely päivitetystä AP-tentistä.

St. Francis yliopiston pääsyvaatimukset

Madonnan yliopiston SAT -tulokset ja GPA

Parhaat korkeakoulujen hakusivustot, tarkistetut (10 parasta)

Mitä verkkosivustoja sinun tulisi käyttää oppilaitoksellesi? Tässä ovat suosituimmat 10 suosikki korkeakoulujen hakusivustoani, mukaan lukien Cappex, Unigo ja paljon muuta.

4 vinkkiä toimivan Johns Hopkinsin esseen kirjoittamiseen

Oletko huolissasi Johns Hopkins -lisäaineesta? Tutustu Johns Hopkinsin esseisiin, jotka toimivat ja oppivat kirjoittamaan oman voittavan esseen.

Hawthornen lukio | 2016-17 Rankings | (Hawthorne,)

Löydä osavaltioiden sijoitukset, SAT/ACT -tulokset, AP -luokat, opettajien verkkosivustot, urheiluryhmät ja paljon muuta Hawthorne High Schoolista Hawthorne, CA.

Marylandin yliopiston itärannikon SAT-tulokset ja GPA

4 vinkkiä erottuviin Carnegie Mellon -esityksiin

Etkö ole varma, miten lähestyä Carnegie Mellonin esseekehotteita? Opi kirjoittamaan tähti-CMU-esseitä ja tutustu onnistuneisiin Carnegie Mellonin esseesimerkkeihin.

Onko PSAT-pisteesi kansallisten ansioiden mukainen?

Mitä PSAT-pisteitä tarvitset voidaksesi päästä kansallisen ansioiden semifinalistiin vuosina 2015/2016? Tässä on täydellinen opas PSAT-pisteiden raja-arvoihin.

Mitä tarvitset UCSD: lle: Pääsyvaatimukset

5 parasta yritystä aloittaaksesi urasi

Mikä on paras liiketoiminnan pääaine? Tutustu suuryritysten luetteloomme, jossa on paljon ideoita siitä, mitä opiskella yliopistossa.

Nebraskan yliopisto - Omahan pääsyvaatimukset

West High School | 2016-17 Rankings | (Torrance,)

Löydä osavaltioiden sijoitukset, SAT/ACT -tulokset, AP -tunnit, opettajien verkkosivustot, urheiluryhmät ja paljon muuta West High Schoolista Torrance, CA.

Tietoja PSAT/NMSQT: Expert Guide -oppaasta

Kiinnostaako PSAT/NMSQT? Opi kaikki mitä sinun tarvitsee tietää valmistautuessasi tähän testiin ja saadaksesi National Merit -apurahoja.

Monroe Collegen pääsyvaatimukset

SAT-pääsylippu: Mikä se on, miten se tulostetaan ja mitä tehdä, jos menetät sen

Mietitkö, kuinka SAT-pääsylippusi toimii testipäivänä? Näin löydät sen ja kuinka tulostaa se.