I.13.1. Căldura specifică
Coeficienții calorici reprezintă mărimile fizice care caracterizează schimbul de căldură dintre sistemele termodinamice.
🔥 Atenție când lucrezi cu surse de foc!
Materiale necesare:
Două pahare Berzelius, apă rece de la robinet, spirtieră, sită de azbest, trepied, termometru, cronometru, ulei.
A) Care masă de apă absoarbe mai multă căldură, 50g sau 100g?
Descrierea experimentului:
- Pune într-un pahar 50 g de apă și introdu în apă un termometru. Încălzește la flacăra unei spirtiere, apa prin intermediul sitei de azbest de pe trepied
- Cronometrează timpul în care masa de 50g apă și-a mărit temperatura cu 10°C
t1 = 39 s.
- Pune într-un pahar o masă de 100 g de apă și introdu în apă un termometru. Încălzește apa la flacăra unei spirtiere, prin intermediul sitei de azbest de pe trepied.
- Cronometrează timpul în care masa de100g apa și-a mărit temperatura cu 10 °C
t2 = 48,6 s.
Depinde căldura absorbită de masa corpului ?
Cu cât timpul de încălzire este mai mare, cu atât și căldura absorbită este mai mare.
Observație:
O masă de 100 g apă absoarbe mai multă căldură decât o masă de 50 g apă.
Concluzia experimentului:
Căldura primită/cedată de un corp în procesul de încălzire/răcire este direct proporțională cu masa corpului Q ~m.
B) Depinde căldura absorbită de variația temperaturii?
Descrierea experimentului:
- Cronometrează timpul în care o masă de100g apa și-a mărit temperatura cu 20°C:
t3 = 2min 3s.
- Compară cu timpul în care aceeași masă de 100g apă și-a mărit temperatura cu 10°C.
Depinde căldura absorbită de variația temperaturii corpului?
Observație:
O masă de 100 g apă absoarbe mai multă căldură pentru a-și mări temperatura cu 20°C, decât o masă de 100 g apă pentru a-și mări temperatura cu 10°C.
Concluzia experimentului:
Căldura primită/cedată de un corp în procesul de încălzire/răcire este direct proporțională cu variația temperaturii corpului: Q ~ ΔT.
C) Depinde căldura absorbită de substanța corpului?
Descrierea experimentului:
- Pune o masă de 100 g ulei într-un pahar Berzelius și introdu termometrul în ulei.
- Măsoară temperatura inițială a uleiului care trebuie să fie aceeași cu cea a apei (30°C).
- Cronometrează timpul în care uleiul și-a mărit temperatura cu 20°C:
t4 = 46,55 s.
Compară cu timpul în care o masă de 100g apă și-a mărit temperatura cu 20°C.
Depinde căldura absorbită de substanța din care este alcătuită corpul?
Observație:
O masă de 100 g apă absoarbe mai multă căldură decât o masă de 100 g ulei, pentru a-și mări temperatura cu 20°C.
Concluzia experimentului:
Căldura primită/cedată de un corp în procesul de încălzire/răcire depinde de natura substanței. Deci se poate defini o constantă de material numită căldură specifică, notată cu c.
Deci căldura primită/cedată de un corp la încălzire/răcire depinde direct proporțional de trei factori:
- masa corpului,
- variația temperaturii și
- natura substanței corpului.
Căldura specifică (c) reprezintă mărimea fizică ce caracterizează căldura absorbită /cedată de 1kg de substanță pentru a-și mări /micșora temperatura cu un grad. Ea este o constantă de material și o găsim în tabelul cu constante de la sfârșitul acestui capitol.
Căldura primită/ cedată de un corp (Q) în procesul de încălzire/ răcire are următoarea formulă:
Q = m ∙ c ∙ ΔT
m = masa corpului
c = căldura specifică (constantă de material, specifică fiecărei substanțe)
ΔT = Tfinală – Tinițială, variația temperaturii corpului
Qprimită > 0
Qcedată < 0
Ecuația calorimetrică : Qprimită = | Qcedată |
Căldurile specifice pot avea valori diferite pentru aceeași substanță dacă aceasta se găsește în stări de agregare diferite.
capă ≠ cgheață