Ak ste sa niekedy prechádzali po pláži za slnečného dňa a ponorili si prsty na nohách do vody, aby ste si ich ochladili po horúcom piesku, využili ste špecifické teplo vody.

Napriek tomu, ako to môže znieť, špecifické teplo sa nevzťahuje na presnú teplotu niečoho. Je to väčší vedecký koncept, ktorý súvisí s energiou potrebnou na zahriatie látky. Ako ste si mohli všimnúť z príkladu, nie všetky látky sa zahrievajú rovnakou rýchlosťou -preto rôzne teploty piesku a vody.

Špecifické teplo vody je jednou z jej najzaujímavejších vlastností. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, čo je špecifické teplo, akú rovnicu používate na nájdenie špecifického tepla a prečo je špecifické teplo vody také vysoké.

Sporák, hrniec, voda a para majú rôzne špecifické teplo.

Čo je špecifické teplo?

Špecifické teplo je mierou tepelnej kapacity alebo toho, koľko tepla môže materiál uložiť pri zmene teploty. Vysoká tepelná kapacita znamená, že látka môže absorbovať veľké množstvo tepla predtým, ako zaznamená zmenu teploty – zamyslite sa nad tým, ako dlho trvá, kým sa hrniec zohreje na dotyk na sporáku, v porovnaní s tým, ako dlho trvá, kým sa zohreje voda vo vnútri. . To znamená, že voda má vyššiu tepelnú kapacitu – môže akumulovať viac tepla pred zmenou teploty.

objekt poľa v jazyku Java

Špecifické teplo sa vzťahuje na presné množstvo tepla potrebného na zohriatie jednej jednotky hmotnosti látky o jeden stupeň. Ak sa vrátime k nášmu príkladu, špecifické teplo by presne určilo, koľko tepla je potrebné na zohriatie jednej jednotky vody, napríklad jednej šálky, o jeden stupeň.

Pretože teplo je skutočne meradlom prenosu energie, je presnejšie to povedať špecifické teplo je vlastne údaj o tom, koľko energie látka môže absorbovať pred zmenou teploty o jeden stupeň.

Špecifické teplo sa zvyčajne meria v jouloch a kilojouloch na jeden gram hmoty, pričom mierou teploty je Celzia. Možno použiť kilogramy a Fahrenheita, ale je to zriedkavejšie.

Špecifické teplo látky môže byť ovplyvnené teplotou a tlakom, takže špecifické teplo sa zvyčajne určuje pri konštantnej teplote a tlaku, zvyčajne 25 stupňov Celzia.

Aká je rovnica pre špecifické teplo?

Rovnica na výpočet špecifického tepla je:

$$Q = s × m × ΔT $$

$Q$ predstavuje množstvo tepla, $s$ špecifické teplo (${Joules}/{gram * °Celsius}$), m hmotnosť látky v gramoch a $ΔT$ pozorovanú zmenu teplota.

Rôzne druhy vody, ako je morská voda, môžu mať rôzne špecifické teplo.

podreťazec java obsahuje

Aké je špecifické teplo vody?

Niektoré látky sa zahrievajú rýchlo, iné pomaly. Voda je jednou z nich – má vysokú špecifickú tepelnú kapacitu, pretože vyžaduje viac energie na zvýšenie teploty.

Voda má špecifickú tepelnú kapacitu 4182 J/kg°C. Pretože voda je taká dôležitá a bežná látka, máme dokonca špeciálny spôsob, ako určiť množstvo energie, ktoré je potrebné na zvýšenie jedného gramu vody o jeden stupeň Celzia – kalórie. To sa líši od druhu kalórií, o ktorých hovoríme v jedle. Tento druh kalórií zodpovedá 1 000 kalóriám, a preto sa kalórie súvisiace s jedlom niekedy označujú aj ako kilokalórie alebo kcal.

Špecifické teplo vody je o niečo vyššie ako u mnohých iných bežných látok. Napríklad špecifické teplo železa je 449 J/kg°C, piesku 830 J/kg°C a dubového dreva 2400 J/kg°C.

Je to preto, že voda, ktorá sa skladá z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka, je elektronegatívna. Elektronegatívny atóm s väčšou pravdepodobnosťou pritiahne elektróny k sebe, pretože jedna strana atómu bude mať čiastočne kladný náboj a druhá čiastočne záporný náboj. Opačné nabité strany sa prirodzene priťahujú k sebe a vytvárajú slabšiu vodíkovú väzbu. To je dôvod, prečo voda dokáže pretekať okolo seba, ale aj spájať – neustále tieto väzby vytvára a láme.

Tieto väzby sú tiež dôvodom, prečo má tekutá voda vysoké špecifické teplo. Akákoľvek energia vložená do ohrevu vody sa rozdelí medzi rozbitie väzieb a ohrev vody. Kvôli tomu, na ohrev vody je potrebné viac energie ako na iné látky.

Napríklad, ak ste na pláži za slnečného dňa, všimnete si, že piesok je často dosť horúci na prechádzky, ale voda je vždy chladná, dokonca aj na plytčine. Je to preto, že piesok má nižšiu špecifickú tepelnú kapacitu – na zvýšenie teploty o jeden stupeň je potrebných menej energie. Pretože voda má vysokú tepelnú kapacitu, vyžaduje viac energie na zvýšenie teploty o jeden stupeň. Slnko vydáva viac-menej konštantnú rýchlosť energie, ktorá ohrieva piesok rýchlejšie a vodu pomalšie.

Piesok má oveľa nižšie špecifické teplo ako voda – preto sa tak rýchlo zahrieva!

Tabuľka špecifického tepla

Ak ešte nepoznáte Jouly a kalórie, tieto čísla sa môžu zdať trochu abstraktné. Pozrite si túto tabuľku, aby ste sa zoznámili s niektorými bežnými špecifickými teplom podľa joulov aj kalórií a porovnajte ich s tým, čo viete o tom, ako sa tieto látky zahrievajú!

Čo bude ďalej?

Ste pripravení na ďalšie vedecké poznatky týkajúce sa vody?Zistite všetko o zlúčeniny absorbujúce vodu (vhodne pomenované hydráty) a hustota vody .

Ak vás špecifické teplo vody nadchlo chémiou, chémia AP môže byť pre vás! Pozrite si toto AP osnovy chémie aby ste sa dozvedeli viac o témach, ktorým sa bude venovať.

Alebo možno ste už v AP chémii a hľadáte nejaké tipy a triky, ako zvládnuť skúšku. Pozrite si toto sprievodca skúškou z chémie AP pre všetko, čo potrebujete vedieť!

Ak ešte nie ste úplne pripravení na skúšku, ale potrebujete trochu dodatočného oživenia v kurze AP chémie, táto študijná príručka AP chémie môže byť práve to, čo hľadáte.