Formler for kalorieindhold, enheder og foranstaltninger



den varmekapacitet af et legeme eller system er kvotienten, som resulterer mellem den varmeenergi, der overføres til kroppen, og den temperaturændring, som den oplever i den proces. En anden mere præcis definition er, at den refererer til, hvor meget varme det er nødvendigt at overføre til en krop eller et system, så temperaturen øger graden Kelvin.

kontinuerligt sker det at de varme kroppe afgiver varme til de koldere organer i en proces, der fortsætter, så længe der er en temperaturforskel mellem de to organer i kontakt. Derefter er varmen den energi, der overføres fra et system til et andet ved den simple kendsgerning, at der er en temperaturforskel mellem dem.

Ved aftale er det defineret som varme (Q) positiv det, der absorberes af et system og som negativ varme, der overføres af et system.

Ud fra ovenstående er det udledt, at ikke alle objekter absorberer og bevarer varme med samme lethed; således opvarmes visse materialer lettere end andre.

Det skal tages i betragtning, at i sidste ende afhænger en krops brændstofkapacitet af kroppens natur og sammensætning.

indeks

  • 1 Formler, enheder og foranstaltninger 
  • 2 Specifik varme
    • 2.1 Specifik vandvarme
    • 2.2 Varmetransmission
  • 3 Eksempel
    • 3.1 Trin 1
    • 3.2 trin 2
    • 3.3 Trin 3
    • 3.4 Trin 4
    • 3.5 trin 5
  • 4 referencer

Formler, enheder og foranstaltninger

Varmekapaciteten kan bestemmes ud fra følgende udtryk:

C = dQ / dT

Hvis temperaturændringen er tilstrækkelig lille, kan ovenstående udtryk forenkles og erstattes af følgende:

C = Q / ΔT

Derefter er måleenheden af ​​varmekapaciteten i det internationale system juli pr. Kelvin (J / K).

Varmekapaciteten kan måles ved konstant tryk Cp eller ved konstant volumen Cv.

Specifik varme

Ofte afhænger systemets varmekapacitet af dets mængde stof eller masse. Når et system består af et enkelt stof med homogene egenskaber, kræves der særlig varme, også kaldet specifik varmekapacitet (c).

Således er den specifikke varme masse er den mængde varme, der skal tilføres til masseenhed af et stof for at øge dens temperatur i kelvin, og kan bestemmes ud fra følgende udtryk:

c = Q / m ΔT

I denne ligning er m stoffets masse. Derfor er måleenheden for den specifikke varme i dette tilfælde er den joule per kilogram per kelvin (J / kg K), eller juli per gram per Kelvin (J / g K).

Tilsvarende er molar specifik varme den mængde varme, der skal tilføres til en mol af et stof for at forøge sin temperatur med en grad Kelvin. Og det kan bestemmes ud fra følgende udtryk:

c = Q / n ΔT

I udtrykket n er antallet af mol af stoffet. Dette indebærer, at måleenheden af ​​den specifikke varme i dette tilfælde er juli pr. Mol pr. Kelvin (J / mol K).

Specifik vandvarme

De specifikke varmer af mange stoffer beregnes og er let tilgængelige i tabeller. Værdien af ​​den specifikke varme af flydende vand er 1.000 cal / kg K = 4186 J / kg K. Omvendt den specifikke varme af gasformigt vand er 2080 J / kg K og solid state 2050 J / kg K.

Varmetransmission

På denne måde og i betragtning af at de specifikke værdier for langt størstedelen af ​​stofferne allerede er beregnet, er det muligt at bestemme varmeoverførslen mellem to organer eller systemer med følgende udtryk:

Q = c m ΔT

Eller hvis der anvendes molar specifik varme:

Q = cn ΔT

Det skal tages i betragtning, at disse udtryk tillader at bestemme varmeflusserne, så længe der ikke er nogen tilstandskifte.

I processen med statusændring taler latent varme (L), defineret som den nødvendige energi til en mængde stof for at ændre fase eller tilstand, enten fra fast til flydende (smeltevarme, LF) eller fra væske til gasformig (fordampningsvarme, Lv).

Det skal bemærkes, at sådan energi som varme helt forbruges i faseændringen og reverserer ikke en ændring i temperatur. I sådanne tilfælde er udtrykkene til beregning af varmestrømmen i en fordampningsproces følgende:

Q = Lv m

Hvis den molære specifikke varme anvendes: Q = Lv n

I en fusionsproces: Q = LF  m

Hvis den molære specifikke varme anvendes: Q = LF n

I almindelighed, som gør den specifikke varme, latente fleste stoffer allerede er beregnet og er let tilgængelige tabeller. Så for eksempel i tilfælde af vand skal du:

LF  = 334 kJ / kg (79,7 cal / g) ved 0 ° C; Lv = 2257 kJ / kg (539,4 cal / g) ved 100 ° C.

eksempel

I tilfælde af vand, hvis en masse af frosset vand (is) 1 kg fra -25 ° C til en temperatur på 125 ° C (damp), opvarmet varmen anvendes i processen beregnes som følger :

Trin 1

Is fra -25 ºC til 0 ºC.

Q = c mΔT = 2050 1 25 = 51250 J

Trin 2

Ændring af isniveau til flydende vand.

Q = LF  m = 334000 1 = 334000 J

Trin 3

Flydende vand fra 0 ºC til 100 ºC.

Q = c mΔT = 4186 1 100 = 418600 J

Trin 4

Tilstandsændring fra flydende vand til vanddamp.

Q = Lv m = 2257000 1 = 2257000 J

Trin 5

Vanddamp fra 100 ºC til 125 ºC.

Q = c mΔT = 2080 1 25 = 52000 J

Således er den samlede varmestrøm i processen summen af ​​den der produceres i hvert af de fem trin og resulterer i 31112850 J.

referencer

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fysik Volumen 1. Cecsa.
  2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Fysisk kemiens verden. Varmekapacitet. (N.D.). I Wikipedia. Hentet den 20. marts 2018, fra en.wikipedia.org.
  3. Latent varme (N.D.). I Wikipedia. Hentet den 20. marts 2018, fra en.wikipedia.org.
  4. Clark, John, O.E. (2004). Essential Dictionary of Science. Barnes & Noble Books.
  5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Fysisk kemi, (første udgave 1978), niende udgave 2010, Oxford University Press, Oxford UK.