خصائص المواد. حرارة نوعية

دراسة الظواهر الحرارية المطلوبة لإدخال مفهوم الفيزياء حرارة محددة. وعلى الرغم من متقلب وتعتمد على عوامل كثيرة، هذه القيمة تسمح لك لتسهيل العمليات الحسابية ليس فقط في سياق التجارب، ولكن أيضا في أنشطة الإنتاج العملية.

المعنى المادي للحرارة معينة، والتي تقاس بوحدات SI في الجول في كجم-كلفن، هو كمية الحرارة (الطاقة الحرارية) المطلوبة لوزن مادة في كيلوغرام واحد تغير درجة الحرارة من جانب واحد كلفن (درجة).

ويتأثر حجم حرارة معينة عن طريق درجة الحرارة الحقيقية للمادة. الماء الساخن إلى 20 درجة مئوية و 60 درجة مئوية، ولها قيم مختلفة تميز مؤشر معين. بالنسبة للمواد الأساسية فيها وحسبت من الدراسات التجريبية حرارة محددة. استمدت صيغة لتحديد تبعية بين عدة قيم. تعبير رياضي يجمع بين الكميات الفيزيائية متعددة. الأول هو قدرة الحرارة النوعية نفسها، والتي لالبساطة يؤخذ عن ثابت الدراسة في الظروف القياسية. أحيانا يتم حسابها بالنسبة للظروف الفردية، على سبيل المثال، لبخار الماء (ماء يسخن إلى درجة حرارة 373 كلفن أو 100 ° C). وتبع ذلك قيمة تشير كمية الحرارة التي تم الحصول عليها (مسح) مادة تحت التدفئة (تبريد)، كتلة ساخنة (تبريد) من هذه المادة، والفرق في درجة الحرارة قبل وبعد اكتمال العملية.

الحرارة النوعية من أهمية كبيرة في اختيار مادة معينة كمادة بناء لاستخدامها في أنظمة التبريد المختلفة أو أنظمة التدفئة. منذ فترة طويلة لوحظ أن المواد التي لها نفس الكتلة، وتستخدم لتسخين كمية مختلفة من الطاقة الحرارية. طلاء الألمنيوم، على سبيل المثال للحصول على تغذية موحد من الحرارة من أشعة الشمس الطبيعي، وسوف تسخن بقوة أكثر من نفس الهياكل المصنوعة من الخشب أو الجبس التقليدي.

النظر في الخرسانة مع الحرارة النوعية 1000 J / كغ-K، يمكن للمرء أن يستنتج أن حرارة كيلو من المواد في كلفن تتطلب طاقة 1000 J وود للحصول على نفس التأثير باستخدام مرتين أكثر حرارة من نفس الكتلة الخرسانة الخلوية . هذا لا يؤثر فقط على الراحة microclimatic من أماكن العمل، ولكن أيضا على معدلات مختلفة من التصاميم درجة الحرارة استطالة.

ذات أهمية خاصة من حيث عمليات التبادل الحراري هو الماء العادي. على سبيل المثال يمكن ارجاعه بشكل واضح، أن مؤشر "السعة الحرارية محددة" من كل مادة ذات تأثير كبير له الحالة المادية. استمرار المثال من الماء، وكشف نمط مثيرة للاهتمام. عند 0 ° C في الحالة السائلة لديها الحرارة النوعية من 4218، وترتفع درجة الحرارة إلى 40 درجة مئوية بالفعل 4178 كج / (كلغ * K). ولكن بالنسبة لدرجة حرارة الجليد يدق 0 ° C السعة الحرارية تنخفض إلى مستوى 2.11 كج / (كلغ * K).

الماء هو السائل وفقا لأعلى حرارة محددة. لالقفزة القادمة إلى درجة واحدة أو يعطيها تمتص كمية كبيرة من الحرارة من أي مادة أخرى. وتستخدم هذه المياه عندما يكون ذلك ضروريا لتوفير الحرارة الاصطناعية.

للراحة، جدول حسابات أخرى من الحرارة احتساب رسوم بيانية محددة للأداء مع وزن كيلوغرام واحد، يحتوي على عمود إضافي لتعبيرات معينة مميزة للتر الواحد (أو DM3) مادة. باستخدام جدول البيانات والمهندسين والمصممين جعل اختيار المواد الأكثر ملاءمة لتحقيق خطط وأفكارهم. مع ظهور مواد جديدة ذات خصائص فريدة من نوعها توسعا كبيرا واسعة من الاختيار، ولكن حتى مواد بسيطة وبأسعار معقولة في بعض الأحيان قادرة على جعلها تنافس.