Главная >> Физика 8 класс. Генденштейн

§ 3. Удельная теплоёмкость

Удельная теплоёмкость

Измерения показывают, что количество теплоты Q, которое надо передать телу, чтобы нагреть его от начальной температуры t_H до конечной температуры t_K, прямо пропорционально массе тела m и разности этих температур.

Следовательно, можно записать

Q = cm(t_K - t_H).

Величину с в этой формуле называют удельной теплоёмкостью вещества, из которого состоит данное тело. Она численно равна количеству теплоты, которое надо сообщить телу массой 1 кг, состоящему из этого вещества, чтобы повысить температуру тела на 1 °С. Единицей удельной теплоёмкости является

Ниже приведены измеренные опытным путём значения удельной теплоёмкости для некоторых веществ.

Какое количество теплоты надо передать медному бруску массой 1 кг, чтобы нагреть его на 1 °С?

Свинцовому и медному брускам одинаковой массы сообщили одинаковое количество теплоты. При этом медный брусок нагрелся на 10 °С. На сколько нагрелся свинцовый брусок?

Если тело не нагревается, а охлаждается (например вследствие теплопроводности при контакте с более холодным телом), то конечная температура тела t_K будет меньше его начальной температуры t_H. В таком случае тело при охлаждении отдаёт количество теплоты:

Q = cm(t_H - t_K).

Как вы могли заметить из приведённой таблицы, особенно велика теплоёмкость воды. Чтобы «почувствовать» её, решим следующую задачу.

РЕШИМ ЗАДАЧУ

Оценим, на какой этаж мог бы подняться школьник массой 50 кг, совершив работу, численно равную количеству теплоты, которое отдаёт стакан воды, остывая от 100 °С до комнатной температуры (20 °С)? Высоту одного этажа примем равной 3 м.

Решение. Масса воды в стакане равна 0,2 кг. При остывании вода отдаёт количество теплоты

При подъёме на высоту h школьник совершает работу А = mgh, где m — масса школьника, По условию А = Q, следовательно,

Это означает, что школьник мог бы подняться на 43 этажа!

Ответ: на 43 этажа.

Большой теплоёмкостью воды объясняется мягкий морской климат. Огромная масса морской воды летом поглощает «излишек тепла», а в зимние месяцы отдаёт его. По той же причине вблизи моря невелик перепад температур между днём и ночью.

В местностях же, расположенных далеко от моря, климат континентальный — с большими перепадами температуры между летом и зимой, а также между днём и ночью. Таким, например, является климат Сибири.