इसमें क्या है, इसकी गणना कैसे की जाती है और इसके उदाहरण हैं

विशिष्ट गर्मी ऊर्जा की मात्रा है कि एक निश्चित पदार्थ का एक ग्राम अपने तापमान को एक डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए अवशोषित करना चाहिए। यह एक गहन भौतिक संपत्ति है, क्योंकि यह केवल पदार्थ के एक ग्राम के लिए व्यक्त किए जाने वाले द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करता है; हालांकि, यह कणों की संख्या और कणों के दाढ़ द्रव्यमान से संबंधित है, साथ ही अंतर-आणविक बल जो उन्हें बांधते हैं.

पदार्थ द्वारा अवशोषित ऊर्जा की मात्रा जूल (जे) की इकाइयों में व्यक्त की जाती है, और कम सामान्यतः कैलोरी (कैल) में। आमतौर पर, यह माना जाता है कि ऊर्जा गर्मी के माध्यम से अवशोषित होती है; हालाँकि, ऊर्जा किसी अन्य स्रोत से आ सकती है, जैसे पदार्थ पर किया गया कार्य (कठोर आंदोलन, उदाहरण के लिए).

ऊपरी छवि एक चायदानी को दिखाती है जिससे इसके ताप से उत्पन्न जल वाष्प निकलते हैं। पानी को गर्म करने के लिए, उसे चायदानी के नीचे स्थित लौ से गर्मी को अवशोषित करना चाहिए। इस प्रकार, जैसा कि समय चल रहा है, और आग की तीव्रता के आधार पर, पानी उबलते बिंदु तक पहुंच जाएगा.

विशिष्ट ताप स्थापित करता है कि प्रत्येक डिग्री सेल्सियस के लिए पानी कितना ऊर्जा लेता है जो उसके तापमान को बढ़ाता है। यह मूल्य स्थिर है यदि एक ही चायदानी में पानी के विभिन्न संस्करणों को गर्म किया जाता है, जैसा कि शुरुआत में उल्लेख किया गया है, यह एक गहन संपत्ति है.

क्या भिन्न होता है पानी की प्रत्येक गर्म शरीर द्वारा अवशोषित ऊर्जा की कुल मात्रा, जिसे ताप क्षमता के रूप में भी जाना जाता है। पानी का द्रव्यमान जितना बड़ा होना चाहिए (2, 4, 10, 20 लीटर), उसकी ऊष्मा की क्षमता जितनी अधिक होगी; लेकिन इसकी विशिष्ट गर्मी अभी भी समान है.

यह संपत्ति दबाव, तापमान और मात्रा पर निर्भर करती है; हालाँकि, एक साधारण समझ के प्रयोजनों के लिए, उनकी संगत भिन्नताएँ छोड़ दी जाती हैं.

सूची

• 1 विशिष्ट ऊष्मा क्या है??
• 2 विशिष्ट गर्मी की गणना कैसे की जाती है?
  • संदर्भ के रूप में 2.1 पानी
  • २.२ थर्मल संतुलन
  • 2.3 गणितीय विकास
  • 2.4 गणना उदाहरण
• 3 उदाहरण
  • 3.1 पानी
  • ३.२ बर्फ
  • 3.3 एल्यूमीनियम
  • ३.४ लोहा
  • 3.5 वायु
  • 3.6 रजत
• 4 संदर्भ

विशिष्ट ऊष्मा क्या है?

यह परिभाषित किया गया था कि किसी पदार्थ के लिए विशिष्ट ऊष्मा का क्या अर्थ है। हालांकि, इसका सही अर्थ इसके फार्मूले के साथ सबसे अच्छा व्यक्त किया गया है, जो इसकी इकाइयों के माध्यम से स्पष्ट करता है जो उन चर का विश्लेषण करते समय शामिल होने वाली मंजूरी हैं, जिन पर यह निर्भर करता है। इसका सूत्र है:

सीई = क्यू / =T · एम

जहां Q ऊष्मा अवशोषित होती है, वहां तापमान में परिवर्तन होता है, और m पदार्थ का द्रव्यमान होता है; कि परिभाषा के अनुसार एक ग्राम से मेल खाती है। आपके पास अपनी इकाइयों का विश्लेषण करना:

Ce = J / =C · g

जिसे निम्नलिखित तरीकों से भी व्यक्त किया जा सकता है:

सीई = केजे / के · जी

Ce = J / =C · Kg

पहला सबसे सरल है, और यह इस के साथ है कि निम्नलिखित अनुभागों में उदाहरणों को संबोधित किया जाएगा.

सूत्र स्पष्ट रूप से एक डिग्री डिग्री सेल्सियस तक पदार्थ के एक ग्राम द्वारा अवशोषित ऊर्जा (जे) को इंगित करता है। यदि आप ऊर्जा की उस राशि को साफ़ करना चाहते हैं, तो आपको समीकरण J को अलग करना होगा:

J = Ce · ·C · g

यह अधिक उपयुक्त तरीके से और चर के अनुसार व्यक्त किया जाएगा:

Q = Ce · ·T · m

विशिष्ट गर्मी की गणना कैसे की जाती है?

एक संदर्भ के रूप में पानी

पिछले फॉर्मूले में 'm' पदार्थ के एक ग्राम का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, क्योंकि यह पहले से ही Ce में निहित है। कैलरमेट्री के माध्यम से विभिन्न पदार्थों के विशिष्ट हीट की गणना करने के लिए यह सूत्र बहुत उपयोगी है.

कैसे? कैलोरी की परिभाषा का उपयोग करना, जो 14.5 से 15.5 डिग्री सेल्सियस तक पानी की एक ग्राम को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है; यह 4.184 J के बराबर है.

पानी की विशिष्ट गर्मी असामान्य रूप से अधिक है, और इस संपत्ति का उपयोग 4.184 J के मूल्य को जानने वाले अन्य पदार्थों के विशिष्ट ताप को मापने के लिए किया जाता है.

इसका क्या मतलब है कि एक विशिष्ट गर्मी अधिक है? यह अपने तापमान को बढ़ाने के लिए काफी प्रतिरोध का विरोध करता है, इसलिए इसे अधिक ऊर्जा को अवशोषित करना चाहिए; अर्थात्, पानी को अन्य पदार्थों की तुलना में अधिक समय तक गर्म करने की आवश्यकता होती है, जो एक ऊष्मा स्रोत के आसपास के क्षेत्र में लगभग तुरंत गर्म हो जाते हैं.

इस कारण से पानी को कैलोरीमीटर माप में उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं से जारी ऊर्जा को अवशोषित करते समय तापमान में अचानक परिवर्तन का अनुभव नहीं करता है; या, इस मामले के लिए, अन्य गर्म सामग्री के साथ संपर्क करें.

थर्मल संतुलन

क्योंकि पानी को अपने तापमान को बढ़ाने के लिए बहुत अधिक गर्मी को अवशोषित करने की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, गर्म धातु से गर्मी आ सकती है। पानी और धातु के द्रव्यमान को ध्यान में रखते हुए, दोनों के बीच गर्मी का आदान-प्रदान तब तक होगा जब तक कि थर्मल संतुलन नहीं कहा जाता है.

जब ऐसा होता है, तो पानी और धातु का तापमान बराबर हो जाता है। गर्म धातु द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा पानी के द्वारा अवशोषित होने के बराबर होती है.

गणितीय विकास

यह जानते हुए, और क्यू के लिए अंतिम सूत्र के साथ, हमारे पास वर्णित है:

क्यू_पानी= क्यू_धातु

नकारात्मक संकेत इंगित करता है कि गर्म शरीर (धातु) से सबसे ठंडे शरीर (पानी) तक जारी किया जाता है। प्रत्येक पदार्थ की अपनी विशिष्ट ऊष्मा CE और उसका द्रव्यमान होता है, इसलिए इस अभिव्यक्ति को निम्नानुसार विकसित किया जाना चाहिए:

क्यू_पानी = सी.ई._पानी · ΔT_पानी · एम_पानी = - (सी.ई.)_धातु · ΔT_धातु · एम_धातु)

अज्ञात है सीई_धातु, चूंकि थर्मल संतुलन में पानी और धातु दोनों के लिए अंतिम तापमान समान है; इसके अलावा, पानी और धातु के प्रारंभिक तापमान संपर्क करने से पहले और साथ ही साथ उनके द्रव्यमान के रूप में जाने जाते हैं। इसलिए, हमें सीई को स्पष्ट करना चाहिए_धातु:

चुनाव आयोग_धातु = (सी ई_पानी · ΔT_पानी · एम_पानी) / (-/T_धातु · एम_धातु)

उस सीई को भूले बिना_पानी यह 4.184 J / ·C · g है। यदि developedT विकसित हो_पानी और ΔT_धातु, यह होगा (टी_एफ - टी_पानी) और (टी_एफ - टी_धातु), क्रमशः। पानी गर्म होता है, जबकि धातु ठंडा होता है, और इसलिए नकारात्मक चिन्ह heatedT से गुणा होता है_धातु रहना (टी_धातु - टी_एफ)। अन्यथा, ΔT_धातु टी होने के लिए एक नकारात्मक मूल्य होगा_एफ T से मामूली (ठंडा)_धातु.

तब समीकरण को इस तरह से व्यक्त किया जाता है:

चुनाव आयोग_धातु = सी.ई._पानी · (टी_एफ - टी_पानी) · एम_पानी/ (टी_धातु - टी_एफ) · एम_धातु

और इसके साथ विशिष्ट हीट्स की गणना की जाती है.

गणना उदाहरण

इसमें एक अजीब धातु होती है जिसका वजन 130g होता है, और 90 .C के तापमान के साथ। यह एक कैलोरिमीटर के अंदर 25 insideC पर 100g के पानी के कंटेनर में डूब जाता है। जब थर्मल संतुलन मिलता है, तो कंटेनर का तापमान 40 ° C हो जाता है। धातु Ce की गणना करें.

अंतिम तापमान, टी_एफ, यह 40ºC है। अन्य आंकड़ों को जानने के बाद, आप सीधे CE का निर्धारण कर सकते हैं:

चुनाव आयोग_धातु = (4.184 J / ºC · g · (40 - 25) 100C · 100g) / (90 - 40) 40C · 130g

चुनाव आयोग_धातु = 0.965 जे / ·C · जी

ध्यान दें कि पानी की विशिष्ट ऊष्मा धातु के लगभग चार गुना (4.184 / 0.965) है.

जब सीई बहुत छोटा होता है, तो गर्म होने की प्रवृत्ति अधिक होती है; जो, इसकी तापीय चालकता और प्रसार से संबंधित है। उच्च सीई के साथ एक धातु कम गर्मी के साथ किसी अन्य धातु की तुलना में किसी अन्य सामग्री के संपर्क में आने पर अधिक गर्मी छोड़ती है या खो देती है।.

उदाहरण

विभिन्न पदार्थों के लिए विशिष्ट हीट नीचे दिखाए गए हैं.

पानी

पानी की विशिष्ट गर्मी, जैसा कि कहा गया है, 4.184 J / waterC · g है.

इस मूल्य के लिए धन्यवाद, यह समुद्र में बहुत सारे सूरज बना सकता है और पानी शायद ही किसी भी प्रशंसनीय डिग्री तक वाष्पित हो जाएगा। इससे थर्मल अंतर होता है जो समुद्री जीवन को प्रभावित नहीं करता है। उदाहरण के लिए, जब आप तैरने के लिए समुद्र तट पर जाते हैं, भले ही वह बाहर धूप हो, तो आप पानी में कम, ठंडा तापमान महसूस कर सकते हैं.

गर्म पानी को ठंडा होने के लिए बहुत सारी ऊर्जा जारी करने की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया में, यह सर्द हवा के द्रव्यमान को गर्म करता है, जिससे सर्दियाँ के दौरान तटीय क्षेत्रों में थोड़ा तापमान (समशीतोष्ण) बढ़ जाता है।.

एक और दिलचस्प उदाहरण यह है कि अगर हम पानी से नहीं बनते हैं, तो धूप में एक दिन जानलेवा हो सकता है, क्योंकि हमारे शरीर का तापमान तेजी से बढ़ेगा.

अंतर-आणविक हाइड्रोजन पुलों के कारण Ce का यह अद्वितीय मूल्य है। ये टूटने के लिए ऊष्मा को अवशोषित करते हैं, इसलिए वे ऊर्जा का भंडारण करते हैं। जब तक वे टूट नहीं जाते हैं, पानी के अणु कंपन नहीं कर सकते हैं, जिससे औसत गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है, जो तापमान में वृद्धि में परिलक्षित होती है.

बर्फ़

बर्फ की विशिष्ट गर्मी 2,090 J / gC · g है। पानी की तरह, इसका असामान्य रूप से उच्च मूल्य है। इसका मतलब है कि एक हिमशैल, उदाहरण के लिए, अपने तापमान को बढ़ाने के लिए बड़ी मात्रा में गर्मी को अवशोषित करने की आवश्यकता होगी। हालाँकि, आज के कुछ हिमखंड पिघलने के लिए आवश्यक ऊष्मा को अवशोषित कर चुके हैं (संलयन की अव्यक्त गर्मी).

अल्युमीनियम

एल्यूमीनियम की विशिष्ट गर्मी 0.900 J / gC · g है। यह गोले के धातु (0.965 J / gC · g) से थोड़ा कम है। यहाँ गर्मी अपने क्रिस्टलीय संरचनाओं में एल्यूमीनियम के धातु के परमाणुओं को कंपन करने के लिए अवशोषित होती है, न कि व्यक्तिगत अणुओं द्वारा अंतराष्ट्रीय बलों में शामिल होने के लिए.

लोहा

लोहे की विशिष्ट गर्मी 0.444 J / gC · g है। एल्यूमीनियम से कम होने का मतलब है कि यह गर्म होने पर कम प्रतिरोध का विरोध करता है; अर्थात्, आग से पहले लोहे का एक टुकड़ा एल्यूमीनियम के टुकड़े से बहुत पहले लाल गर्म हो जाएगा.

एल्युमिनियम, जैसा कि हीटिंग के विपरीत है, भोजन को लंबे समय तक गर्म रखता है जब स्नैक्स को लपेटने के लिए प्रसिद्ध एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग किया जाता है.

हवा

हवा की विशिष्ट गर्मी लगभग 1.003 J / heatC · g है। यह मान बहुत दबाव और तापमान के अधीन है क्योंकि इसमें गैस मिश्रण होता है। यहाँ गर्मी नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड, आर्गन, आदि के अणुओं को कंपन करने के लिए अवशोषित की जाती है।.

चांदी

अंत में, चांदी के लिए विशिष्ट गर्मी 0.234 J / gC · g है। उल्लिखित सभी पदार्थों में से, का सबसे कम मूल्य CE है। इसका मतलब है कि लोहे और एल्यूमीनियम से पहले, चांदी का एक टुकड़ा एक ही समय में अन्य दो धातुओं की तुलना में बहुत अधिक गर्मी करेगा। वास्तव में, यह इसकी उच्च तापीय चालकता के साथ सामंजस्य करता है.

संदर्भ

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