Egenskaper av materialer. Spesifikk varme

Studien av termiske fenomener krevde fysikere å introdusere begrepet spesifikk varme. Til tross for volatiliteten og avhengigheten av mange faktorer, gjør denne verdien det lettere å utføre beregninger ikke bare i løpet av eksperimenter, men også i prosessen med praktiske produksjonsaktiviteter.

Den fysiske betydningen av den spesifikke varmen, som i SI-systemet er målt i joules per kilo-kelvin, er mengden varme (varmeenergi) som er nødvendig for et stoff med en masse på 1 kilo for å endre temperaturen med en kelvin (grad).

Verdien av den spesifikke varmen påvirkes av stoffets faktiske temperatur. Vann oppvarmet til 20 ° C og opp til 60 ° C har forskjellige verdier av denne karakteriserende indeksen. For de grunnleggende stoffene i løpet av eksperimentelle studier ble deres spesifikke varme beregnet . Formelen ble avledet for å bestemme forholdet mellom flere mengder. Et matematisk uttrykk kombinerer flere fysiske mengder. Den aller første er den spesifikke varmen, som for enkelhets skyld er tatt som en konstant verdi under standardbetingelser. Noen ganger er det beregnet for individuelle forhold, for eksempel for vanndamp (oppvarmet vann til en temperatur på 373 Kelvin eller 100 ° C). Deretter følger verdien som bestemmer mengden varme som mottas av stoffet ved oppvarming (avkjølt), massen av stoffet som blir oppvarmet (avkjølt), temperaturforskjellen før og etter slutten av prosessen.

Spesifikk varmekapasitet er av stor betydning ved valg av et bestemt stoff som byggemateriale, til bruk i forskjellige kjøleenheter eller varmesystemer. Det har lenge vært bemerket at materialer som har samme masse for oppvarming, bruker en annen mengde termisk energi. Aluminiumsbelegg, som for eksempel mottar samme varmeinngang fra naturlig solstråling, varme opp raskere og raskere enn samme treverk eller konvensjonelle gips.

I betraktning betong med en bestemt varme på 1000 J / kg-K kan det konkluderes at oppvarming av ett kilo av dette materialet per en kelvin vil kreve en mengde energi på 1000 J. Wood gir samme effekt dobbelt så mye varme som samme masse luftbetong . Dette påvirker ikke bare lokalets mikroklimatiske komfort, men også de ulike parametrene for termisk forlengelse av konstruksjonene.

Spesiell interesse for gjennomføring av varmevekslingsprosesser er forårsaket av vanlig vann. På hennes eksempel kan du tydeligvis se at indeksen for "spesifikk varme" for hvert stoff er sterkt påvirket av aggregattilstanden. Fortsatt eksempelet på vann avsløres et interessant mønster. Ved 0 ° C i flytende tilstand har den en bestemt varmekapasitet på 4,218, og når temperaturen er hevet til 40 ° C, er den allerede 4,178 kJ / (kg * K). Men for is ved 0 ° C temperaturstrinnet, faller varmekapasiteten til et nivå på 2,11 kJ / (kg * K).

Vann er væsken med høyeste spesifikke varme. For neste hopp med en grad, absorberer den eller gir bort en stor mengde varme enn noe annet stoff. Det er vann som brukes i tilfeller av nødvendighet for å gi kunstig varmeoverføring.

For enkelhets skyld med beregninger har det spesifikke varmebordet, i tillegg til grafen med de beregnede indeksene per kilo masse, en ytterligere kolonne med uttrykk for denne karakteristikken per 1 liter (eller dm3) av stoffet. Ved å bruke dataene i tabellen, gjør ingeniører og designere utvalget av de mest optimale materialene for gjennomføring av deres ideer og ideer. Med fremkomsten av nye materialer med unike egenskaper, har valgfeltet utvidet betraktelig, men selv enkle og tilgjengelige stoffer kan noen ganger gjøre dem verdig til konkurranse.