§11. Удельная теплоёмкость
Количество теплоты, которое получает тело при нагревании, определяется тремя параметрами: массой вещества, тем, насколько изменилась его температура, и свойствами самого вещества. Эти взаимосвязи описываются формулой:
Q = c · m · (t₂ – t₁),
где Q — переданная энергия, m — масса, (t₂ – t₁) — разница между конечной и начальной температурами, а c — удельная теплоёмкость.
Под удельной теплоёмкостью понимают величину, показывающую, какое количество тепловой энергии необходимо затратить, чтобы нагреть 1 килограмм материала всего на один градус Цельсия. В международной системе измерений для неё используется единица Дж/(кг·°C).
Разные вещества способны поглощать тепло в разной степени — это объясняется особенностями их молекулярного строения и тем, как взаимодействуют частицы. Например:
- у воды удельная теплоёмкость составляет 4200 Дж/(кг·°C),
- у железа — 460 Дж/(кг·°C),
- у алюминия — 920 Дж/(кг·°C),
- у растительного масла — 1700 Дж/(кг·°C).
Это означает, что для повышения температуры 1 килограмма подсолнечного масла всего на один градус требуется 1700 джоулей энергии. При охлаждении на тот же градус масло отдаст точно такое же количество тепла.
Важно помнить, что у одного и того же вещества в разных состояниях теплоёмкость различается. Так, у жидкой воды она равна 4200 Дж/(кг·°C), а у льда составляет только около 2100 Дж/(кг·°C).
Таким образом, удельная теплоёмкость показывает, насколько хорошо вещество может запасать или отдавать теплоту при изменении температуры.