KAPASIDAD NG INIT: MGA FORMULA, MGA YUNIT AT MGA PANUKALA - PISIKAL - 2025

Ang kapasidad ng init ng isang katawan o sistema ay ang malinaw sa pagitan ng lakas ng init na nailipat sa katawan na iyon at ang pagbabago sa temperatura na nararanasan sa prosesong ito. Ang isa pang mas tumpak na kahulugan ay ang tumutukoy sa kung magkano ang init na kinakailangan upang maipadala sa isang katawan o sistema upang ang temperatura ay tataas ng isang degree na kelvin.

Patuloy itong nangyayari na ang mga mas maiinit na katawan ay nagbibigay ng init sa mga palamig na katawan sa isang proseso na tumatagal hangga't may pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng dalawang katawan na nakikipag-ugnay. Kaya, ang init ay ang enerhiya na ipinadala mula sa isang system patungo sa isa pa sa pamamagitan ng simpleng katotohanan na mayroong pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng dalawa.

Sa pamamagitan ng kombensyon, ang positibong init (Q) ay tinukoy bilang na kung saan ay nasisipsip ng isang sistema, at bilang negatibong init na inilipat ng isang sistema.

Mula sa itaas ay sumusunod na hindi lahat ng mga bagay ay sumipsip at nagpapanatili ng init na may parehong kadalian; sa gayon ang ilang mga materyales ay mas madali ang pag-init kaysa sa iba.

Dapat itong isaalang-alang na, sa huli, ang kapasidad ng init ng isang katawan ay nakasalalay sa likas na katangian at komposisyon nito.

Mga formula, mga yunit at mga panukala

Ang kapasidad ng init ay maaaring matukoy simula sa sumusunod na expression:

C = dQ / dT

Kung ang pagbabago ng temperatura ay sapat na maliit, ang dating expression ay maaaring gawing simple at mapalitan ng mga sumusunod:

C = Q / ΔT

Kaya, ang yunit ng pagsukat para sa kapasidad ng init sa internasyonal na sistema ay ang Joule per kelvin (J / K).

Ang kapasidad ng init ay maaaring masukat sa pare-pareho ang presyon C _p o palagiang dami C _v .

Tiyak na init

Kadalasan ang kapasidad ng init ng isang sistema ay nakasalalay sa dami ng sangkap nito o masa. Sa kasong ito, kapag ang isang sistema ay binubuo ng isang solong sangkap na may mga homogenous na katangian, kinakailangan ang tukoy na init, na tinatawag ding tiyak na kapasidad ng init (c).

Sa gayon, ang tiyak na init ay ang dami ng init na dapat ibigay sa yunit ng isang sangkap upang madagdagan ang temperatura nito sa pamamagitan ng isang degree kelvin, at maaaring matukoy simula sa sumusunod na expression:

c = Q / m ΔT

Sa ekwasyong ito m ay ang masa ng sangkap. Samakatuwid, ang yunit ng pagsukat para sa tiyak na init sa kasong ito ay ang Joule bawat kilo ng bawat kelvin (J / kg K), o din ang Joule bawat gramo bawat kelvin (J / g K).

Katulad nito, ang molar tiyak na init ay ang dami ng init na dapat ibigay sa isang nunal ng isang sangkap upang madagdagan ang temperatura nito sa isang degree na kelvin. At maaari itong matukoy mula sa sumusunod na expression:

Sa expression na ito ay ang bilang ng mga moles ng sangkap. Ipinapahiwatig nito na ang yunit ng pagsukat para sa tiyak na init sa kasong ito ay ang Joule per mole per kelvin (J / mol K).

Tiyak na init ng tubig

Ang tiyak na mga heats ng maraming mga sangkap ay kinakalkula at madaling ma-access sa mga talahanayan. Ang halaga ng tiyak na init ng tubig sa estado ng likido ay 1000 calories / kg K = 4186 J / kg K. Sa kabaligtaran, ang tiyak na init ng tubig sa estado ng gas ay 2080 J / kg K at sa solidong estado 2050 J / kg K.

Paglilipat ng init

Sa paraang ito at ibinigay na ang mga tukoy na halaga ng karamihan sa mga sangkap ay nakalkula na, posible upang matukoy ang paghahatid ng init sa pagitan ng dalawang katawan o mga sistema na may mga sumusunod na expression:

Q = cm ΔT

O kung ginagamit ang mismong mismong init:

Q = cn ΔT

Dapat itong isaalang-alang na pinahihintulutan ng mga expression na ito na matukoy ang mga heat flux na ibinigay na walang pagbabago ng estado.

Sa mga proseso ng pagbabago ng estado ay nagsasalita kami ng latent heat (L), na kung saan ay tinukoy bilang ang enerhiya na hinihiling ng isang dami ng sangkap upang baguhin ang yugto o estado, alinman mula sa solid hanggang likido (init ng pagsasanib, L _f ) o mula sa likido hanggang sa gas (init ng singaw, L _v ).

Dapat itong isaalang-alang na ang naturang enerhiya sa anyo ng init ay ganap na natupok sa pagbabago ng phase at hindi baligtarin ang isang pagkakaiba-iba sa temperatura. Sa mga nasabing kaso, ang mga ekspresyon upang makalkula ang pagkilos ng pag-init sa isang proseso ng singaw ay ang mga sumusunod:

Q = L _v m

Kung ang mismong tiyak na init ay ginagamit: Q = L _v n

Sa isang proseso ng pagsasanib: Q = L _f m

Kung ang mismong tiyak na init ay ginagamit: Q = L _f n

Sa pangkalahatan, tulad ng sa tiyak na init, ang mga latent na heats ng karamihan sa mga sangkap ay kinakalkula at madaling ma-access sa mga talahanayan. Kaya, halimbawa, sa kaso ng tubig kailangan mong:

L _f = 334 kJ / kg (79.7 cal / g) sa 0 ° C; L _v = 2257 kJ / kg (539.4 cal / g) sa 100 ° C.

Halimbawa

Sa kaso ng tubig, kung ang isang 1 kg na masa ng frozen na tubig (yelo) ay pinainit mula sa isang temperatura na -25 ºC sa isang temperatura ng 125 ºC (singaw ng tubig), ang init na natupok sa proseso ay makakalkula tulad ng sumusunod :

Yugto 1

Yelo mula -25 ºC hanggang 0 ºC.

Q = cm ΔT = 2050 1 25 = 51250 J

Yugto 2

Ang pagbabago ng estado mula sa yelo hanggang sa likidong tubig.

Q = L _f m = 334000 1 = 334000 J

Yugto 3

Ang tubig na likido mula 0ºC hanggang 100ºC.

Q = cm ΔT = 4186 1 100 = 418600 J

Yugto 4

Pagbabago ng estado mula sa likidong tubig hanggang singaw ng tubig.

Q = L _v m = 2257000 1 = 2257000 J

Yugto 5

Ang singaw ng tubig mula sa 100ºC hanggang 125ºC.

Q = cm ΔT = 2080 1 25 = 52000 J

Sa gayon, ang kabuuang pagkilos ng init sa proseso ay ang kabuuan ng ginawa sa bawat isa sa limang yugto at nagreresulta sa 31112850 J.

Mga Sanggunian

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Dami ng Pisika 1. Cecsa.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Ang Mundo ng Physical Chemistry.Kakayahang init. (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Marso 20, 2018, mula sa en.wikipedia.org.
3. Haba ng Latent. (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Marso 20, 2018, mula sa en.wikipedia.org.
4. Clark, John, OE (2004). Ang Mahahalagang Diksyon ng Agham. Mga Libro at Noble na Libro.
5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Physical Chemistry, (unang edisyon 1978), ika-siyam na edisyon 2010, Oxford University Press, Oxford UK.