कैलोरी क्षमता फार्मूले, इकाइयों और उपाय

ताप क्षमता एक निकाय या प्रणाली वह भागफल है जिसके परिणामस्वरूप उस शरीर में संचारित ऊष्मा ऊर्जा और उस प्रक्रिया में अनुभव होने वाले तापमान में परिवर्तन होता है। एक और सटीक परिभाषा यह है कि यह संदर्भित करता है कि शरीर या प्रणाली को संचारित करने के लिए कितनी गर्मी आवश्यक है ताकि इसका तापमान एक डिग्री केल्विन बढ़े.

यह लगातार होता है कि गर्म शरीर सबसे ठंडे शरीर को एक प्रक्रिया में गर्मी देते हैं जो लंबे समय तक रहता है जब तक संपर्क में दोनों निकायों के बीच एक तापमान अंतर होता है। फिर, ऊष्मा वह ऊर्जा है जो एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में सरल तथ्य द्वारा प्रेषित होती है कि उनके बीच एक तापमान अंतर है.

समझौते से इसे ऊष्मा के रूप में परिभाषित किया जाता है (क्यू) सकारात्मक जो एक प्रणाली द्वारा अवशोषित किया जाता है, और नकारात्मक गर्मी के रूप में जिसे एक प्रणाली द्वारा स्थानांतरित किया जाता है.

ऊपर से यह कटौती की जाती है कि सभी ऑब्जेक्ट गर्मी को समान आसानी से अवशोषित और संरक्षित नहीं करते हैं; इस प्रकार कुछ सामग्री दूसरों की तुलना में अधिक आसानी से गरम होती है.

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि, आखिरकार, शरीर की कैलोरी क्षमता शरीर की प्रकृति और संरचना पर निर्भर करती है.

सूची

• 1 सूत्र, इकाइयाँ और उपाय 
• 2 विशिष्ट गर्मी
  • 2.1 पानी की विशिष्ट गर्मी
  • २.२ ऊष्मा संचरण
• 3 उदाहरण
  • ३.१ चरण १
  • ३.२ स्टेज २
  • ३.३ चरण ३
  • ३.४ चरण ४
  • 3.5 चरण 5
• 4 संदर्भ

सूत्र, इकाइयाँ और उपाय

निम्नलिखित अभिव्यक्ति से शुरू होने वाली गर्मी क्षमता निर्धारित की जा सकती है:

सी = डीक्यू / डीटी

यदि तापमान में परिवर्तन पर्याप्त रूप से छोटा है, तो उपरोक्त अभिव्यक्ति को सरल और प्रतिस्थापित किया जा सकता है:

सी = क्यू / .T

फिर, अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में ताप क्षमता के मापन की इकाई जुलाई प्रति केल्विन (J / K) है.

ताप क्षमता को निरंतर दबाव C पर मापा जा सकता है_पी या निरंतर मात्रा C पर_v.

विशिष्ट गर्मी

अक्सर किसी सिस्टम की ऊष्मा क्षमता उसके पदार्थ या उसके द्रव्यमान की मात्रा पर निर्भर करती है। इस मामले में, जब एक प्रणाली सजातीय विशेषताओं के साथ एक ही पदार्थ से बनी होती है, तो विशिष्ट गर्मी की आवश्यकता होती है, जिसे विशिष्ट ताप क्षमता भी कहा जाता है (c).

इस प्रकार, द्रव्यमान विशिष्ट ताप उष्मा की मात्रा है जिसे किसी पदार्थ की द्रव्यमान इकाई को केल्विन द्वारा अपना तापमान बढ़ाने के लिए आपूर्ति की जानी चाहिए, और इसे निम्नलिखित अभिव्यक्ति से निर्धारित किया जा सकता है:

c = Q / m .T

इस समीकरण में m पदार्थ का द्रव्यमान है। इसलिए, इस मामले में विशिष्ट ऊष्मा के माप की इकाई जुलाई प्रति किलोग्राम केल्विन (J / kg K) है, या जुलाई प्रति ग्राम केल्विन (J / g K).

इसी प्रकार, मोलर विशिष्ट ऊष्मा उष्मा की वह मात्रा है जो किसी पदार्थ के एक मोल को एक डिग्री केल्विन द्वारा उसका तापमान बढ़ाने के लिए आपूर्ति की जानी चाहिए। और यह निम्नलिखित अभिव्यक्ति से निर्धारित किया जा सकता है:

c = Q / n .T

कहा गया है कि अभिव्यक्ति n पदार्थ का नंबर मोल है। इसका तात्पर्य यह है कि इस मामले में विशिष्ट ऊष्मा के माप की इकाई जुलाई प्रति मोल केल्विन (J / mol K) है।.

पानी की विशिष्ट गर्मी

कई पदार्थों के विशिष्ट हीट की गणना और तालिकाओं में आसानी से की जा सकती है। तरल अवस्था में पानी का विशिष्ट ताप मान 1000 कैलोरी / किग्रा K = 4186 J / kg K है। दूसरी ओर, गैसीय अवस्था में पानी की विशिष्ट उष्मा 2080 J / kg K है और ठोस अवस्था में 2050 J / किलो के.

ऊष्मा संचरण

इस तरह से और यह देखते हुए कि अधिकांश पदार्थों के विशिष्ट मूल्यों की गणना पहले से ही की जाती है, दो निकायों या प्रणालियों के बीच निम्न अभिव्यक्तियों के साथ गर्मी हस्तांतरण निर्धारित करना संभव है:

क्यू = सी एम .T

या अगर दाढ़ की विशिष्ट गर्मी का उपयोग किया जाता है:

क्यू = सी एन =T

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ये अभिव्यक्तियां तब तक गर्मी के प्रवाह को निर्धारित करने की अनुमति देती हैं जब तक कि राज्य का कोई परिवर्तन न हो.

राज्य के परिवर्तन की प्रक्रियाओं में हम अव्यक्त ऊष्मा (L) की बात करते हैं, जिसे चरण या अवस्था को बदलने के लिए पदार्थ की मात्रा से आवश्यक ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है, या तो ठोस से तरल (संलयन की गर्मी, L)_एफ) या तरल से गैसीय (वाष्पीकरण की गर्मी, एल_v).

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि गर्मी के रूप में ऐसी ऊर्जा का उपयोग पूरी तरह से चरण परिवर्तन में किया जाता है और तापमान की भिन्नता को उलट नहीं करता है। ऐसे मामलों में वाष्पीकरण प्रक्रिया में गर्मी के प्रवाह की गणना करने के लिए भाव निम्नलिखित हैं:

क्यू = एल_v मीटर

यदि दाढ़ की विशिष्ट गर्मी का उपयोग किया जाता है: क्यू = एल_v n

एक संलयन प्रक्रिया में: क्यू = एल_एफ  मीटर

यदि दाढ़ की विशिष्ट गर्मी का उपयोग किया जाता है: क्यू = एल_एफ n

सामान्य तौर पर, विशिष्ट गर्मी के साथ, अधिकांश पदार्थों के अव्यक्त हीट पहले से ही गणना और तालिकाओं में आसानी से सुलभ हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, पानी के मामले में:

एल_एफ  = 0 ° C पर 334 kJ / किग्रा (79.7 cal / g); एल_v = १०० डिग्री सेल्सियस पर 2257 kJ / किग्रा (५३ ९ .४ कैलोरी / ग्राम).

उदाहरण

पानी के मामले में, अगर 1 किलो के जमे हुए पानी (बर्फ) के द्रव्यमान को -25 डिग्री सेल्सियस के तापमान से 125 डिग्री सेल्सियस (जल वाष्प) के तापमान तक गर्म किया जाता है, तो इस प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली गर्मी की गणना निम्नानुसार की जाएगी। :

स्टेज 1

बर्फ -25 toC से 0 -C.

Q = c m =T = 2050 1 25 = 51250 J

स्टेज 2

बर्फ की अवस्था को तरल पानी में बदलना.

क्यू = एल_एफ  m = 334000 1 = 334000 J

स्टेज 3

0 toC से 100 fromC तक तरल पानी.

क्यू = सी एम =T = 4186 1 100 = 418600 जे

स्टेज 4

तरल पानी से जल वाष्प तक राज्य का परिवर्तन.

क्यू = एल_v m = USC000 1 = 2257000 J

चरण 5

100 .C से 125 ºC तक पानी की भाप.

Q = c m =T = 2080 1 25 = 52000 J

इस प्रकार, इस प्रक्रिया में कुल ऊष्मा प्रवाह पांच चरणों में से प्रत्येक में उत्पादित एक का योग है और परिणाम 31112850 है.

संदर्भ

1. रेसनिक, हॉलिडे और क्रैन (2002)। भौतिकी मात्रा 1. सेसा.
2. लिडर, कीथ, जे (1993)। ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, एड। भौतिक रसायन विज्ञान की दुनिया. गर्मी की क्षमता। (एन.डी.)। विकिपीडिया में। 20 मार्च, 2018 को en.wikipedia.org से पुनः प्राप्त.
3. अव्यक्त ताप (एन.डी.)। विकिपीडिया में। 20 मार्च, 2018 को en.wikipedia.org से पुनः प्राप्त.
4. क्लार्क, जॉन, ओ.ई. (2004)। विज्ञान के आवश्यक शब्दकोश। बार्न्स एंड नोबल बुक्स.
5. एटकिन्स, पी।, डी पाउला, जे (1978/2010)। भौतिक रसायन विज्ञान, (पहला संस्करण 1978), नौवां संस्करण 2010, ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, ऑक्सफोर्ड यूके.