コア コンセプト
このチュートリアルでは、比熱のトピックを紹介します .さらに、この概念に沿った公式を学び、例を使って数学を解決します。また、複数の物質の比熱容量のリストを学習します .
他の記事で取り上げるトピック
- 化学反応を簡単に
- 状態
- 物理的および化学的性質
- 固体、液体、気体の性質
- 融合の熱
比熱の定義
物質を加熱するのはどれくらい簡単ですか？すべての物質は、温度を上げるために同じ量の熱を必要としますか?
科学者ジョセフ・ブラックの観察によると、同じ質量の異なる物質を同じ温度間隔で加熱するには、異なる量のエネルギーが必要です。ちなみに、ジョセフ・ブラックは二酸化炭素の実験で最もよく知られており、ガスを「固定空気」と呼んでいます。
この化学的性質は比熱として知られています は、物質 1 グラムの温度を摂氏 1 度上げるのに必要な熱量として定義されます。比熱は通常、ジュール/グラム/摂氏 (J/g C) で測定されますが、「カロリー」という単位も使用できます。
各物質には独自の比熱容量があります 、この化学的性質を表す数値です!たとえば、銅の比熱は 0.385 と非常に低い値です。これは、銅片が熱くなりやすいことを意味します。
比熱式
次の式を使用して、熱と温度変化の関係をさらに知ることができます。
Q=mcΔT
Q=追加熱 (ジュール)
m=質量 (グラム)
c=比熱 (J/g C)
ΔT=温度変化 (Tfinal – T イニシャル )
*この概念は摂氏の温度に関係していますが、ΔT 値が別の温度単位であっても問題ありません。これは、単位に関係なく、2 つの温度の差が同じになるためです!
この関係は、相変化がない場合にのみ有効です。つまり、物質は最初から最後まで同じ状態のままです。融解や凍結などの相変化をもたらす熱の増減には、別の方程式があります。ここをクリックして詳細をご覧ください!
比熱方程式の例
Q:重さ 100g の鉛管を 25℃ から 37℃ に加熱するのに必要なエネルギーは何ジュールですか?鉛の比熱容量は 0.128 J/g C です。
A:方程式を使用し、与えられた数字を差し込んで答えを見つけてください。
Q=mcΔT
Q=(100 g)(0.128 J/g C)(37C -25C)=(100)(.128)(12)
Q=153.6 ジュール
比熱容量 – 例
単位はジュール/グラム/摂氏です。
- 水 =4.186 J/g C (または 1 カロリー)
- 乾燥空気 =1.01J/g C
- 氷 =2.05 J/g C
- アルミニウム =0.900 J/g C
- アルコール =0.508 J/g C
- 銅 =0.385 J/g C
- 鉛 =0.128 J/g C
比熱がマイナスになることはありますか?私たちが知っている限り、この惑星ではありませんが、いくつかの星やガス雲の中にある可能性があります。
水の熱容量
水のS.H容量は、カロリーと呼ばれる単位に関連付けられています。実際、1 カロリーは、1 グラムの液体水を摂氏 1 度上げるのに必要な熱量として定義されています。カロリーは、19 世紀初頭にニコラス クレメントによって初めて使用されました。熱を意味するラテン語の「calor」に由来します。
水の比熱が高いのはなぜですか?
それは水素結合によるものです。それどころか、最高のS.H.すべての液体の。水は極性分子であるため、水素と酸素の電気陰性度の差が大きいため、1 つの分子の正の水素原子と近くの分子の負の酸素原子の間に水素結合が形成されます。水分子間の水素結合を緩めて壊すには、多くのエネルギーが必要です。これが、海が陸地よりもゆっくり冷える理由です。
さらに読む
- 利回りの計算
- 表面張力と蒸気圧
- 重量パーセント計算
- クラウジウス・クラペイロンの方程式
