KAPASITI HABA: FORMULA, UNIT DAN UKURAN - FIZIKAL - 2025

The muatan haba sesuatu badan atau sistem adalah hasil bahagi antara tenaga haba yang dihantar kepada badan itu dan perubahan suhu yang dialaminya dalam proses itu. Definisi lain yang lebih tepat adalah bahawa ia merujuk kepada berapa banyak haba yang diperlukan untuk dihantar ke badan atau sistem sehingga suhunya meningkat satu darjah kelvin.

Ia berlaku secara berterusan bahawa badan yang lebih panas melepaskan haba ke badan yang lebih sejuk dalam proses yang berlangsung selagi ada perbezaan suhu antara kedua badan yang bersentuhan. Kemudian, haba adalah tenaga yang dihantar dari satu sistem ke sistem yang lain oleh fakta sederhana bahawa terdapat perbezaan suhu antara keduanya.

Secara konvensional, haba positif (Q) didefinisikan sebagai haba yang diserap oleh sistem, dan sebagai haba negatif yang dipindahkan oleh sistem.

Dari perkara di atas menunjukkan bahawa tidak semua objek menyerap dan mengekalkan haba dengan kemudahan yang sama; oleh itu bahan-bahan tertentu menjadi panas lebih mudah daripada yang lain.

Perlu diambil kira bahawa, pada akhirnya, kapasiti haba badan bergantung pada sifat dan komposisinya.

Rumus, unit dan ukuran

Kapasiti haba dapat ditentukan bermula dari ungkapan berikut:

C = dQ / dT

Sekiranya perubahan suhu cukup kecil, ungkapan sebelumnya dapat dipermudah dan diganti dengan yang berikut:

C = Q / ΔT

Jadi, unit pengukuran kapasiti haba dalam sistem antarabangsa adalah Joule per kelvin (J / K).

Kapasiti haba dapat diukur pada tekanan tetap C _p atau isipadu tetap C _v .

Haba tentu

Selalunya kapasiti haba sistem bergantung pada kuantiti zat atau jisimnya. Dalam kes ini, apabila sistem terdiri dari satu bahan dengan ciri-ciri homogen, diperlukan haba khusus, yang juga disebut kapasiti panas spesifik (c).

Oleh itu, haba khusus jisim adalah jumlah haba yang mesti dibekalkan ke unit jisim suatu bahan untuk meningkatkan suhunya sebanyak satu darjah kelvin, dan dapat ditentukan mulai dari ungkapan berikut:

c = Q / m ΔT

Dalam persamaan ini m adalah jisim bahan. Oleh itu, unit pengukuran untuk haba tertentu dalam kes ini adalah Joule per kilogram per kelvin (J / kg K), atau juga Joule per gram per kelvin (J / g K).

Begitu juga, haba khusus molar adalah jumlah haba yang mesti dibekalkan ke mol bahan untuk meningkatkan suhunya sebanyak satu darjah kelvin. Dan itu dapat ditentukan dari ungkapan berikut:

Dalam ungkapan ini n ialah bilangan mol bahan. Ini menunjukkan bahawa unit pengukuran untuk haba tertentu dalam kes ini adalah Joule per mol per kelvin (J / mol K).

Panas air tertentu

Pemanasan tertentu dari banyak bahan dikira dan mudah diakses dalam jadual. Nilai haba tentu air dalam keadaan cair ialah 1000 kalori / kg K = 4186 J / kg K. Sebaliknya, haba tentu air dalam keadaan gas adalah 2080 J / kg K dan dalam keadaan pepejal 2050 J / kg kg K.

Pemindahan haba

Dengan cara ini dan memandangkan nilai spesifik dari sebilangan besar bahan telah dikira, adalah mungkin untuk menentukan penghantaran haba antara dua badan atau sistem dengan ungkapan berikut:

Q = cm ΔT

Atau jika haba khusus molar digunakan:

Q = cn ΔT

Perlu diambil kira bahawa ungkapan ini memungkinkan untuk menentukan fluks haba dengan syarat tidak ada perubahan keadaan.

Dalam proses perubahan keadaan kita berbicara tentang haba pendam (L), yang ditakrifkan sebagai tenaga yang diperlukan oleh kuantiti bahan untuk mengubah fasa atau keadaan, baik dari pepejal ke cecair (panas pelakuran, L _f ) atau dari cecair ke gas (haba pengewapan, L _v ).

Perlu diambil kira bahawa tenaga sedemikian dalam bentuk haba sepenuhnya digunakan dalam perubahan fasa dan tidak membalikkan perubahan suhu. Dalam kes sedemikian, ungkapan untuk mengira fluks haba dalam proses pengewapan adalah seperti berikut:

Q = L _v m

Sekiranya haba khusus molar digunakan: Q = L _v n

Dalam proses pelakuran: Q = L _f m

Sekiranya haba khusus molar digunakan: Q = L _f n

Secara amnya, seperti haba tertentu, pemanasan pendam kebanyakan bahan sudah dikira dan mudah diakses dalam jadual. Oleh itu, sebagai contoh, sekiranya berlaku air, anda mesti:

L _f = 334 kJ / kg (79.7 kal / g) pada 0 ° C; L _v = 2257 kJ / kg (539.4 kal / g) pada 100 ° C.

Contohnya

Sekiranya air, jisim 1 kg air beku (ais) dipanaskan dari suhu -25 ºC hingga suhu 125 ºC (wap air), haba yang digunakan dalam proses akan dihitung sebagai berikut :

Tahap 1

Ais dari -25 toC hingga 0 ºC.

Q = cm ΔT = 2050 1 25 = 51250 J

Tahap 2

Perubahan keadaan dari ais ke air cair.

Q = L _f m = 334000 1 = 334000 J

Tahap 3

Air cair dari 0ºC hingga 100ºC.

Q = cm ΔT = 4186 1 100 = 418600 J

Tahap 4

Perubahan keadaan dari air cair ke wap air.

Q = L _v m = 2257000 1 = 2257000 J

Tahap 5

Wap air dari 100ºC hingga 125ºC.

Q = cm ΔT = 2080 1 25 = 52000 J

Oleh itu, jumlah fluks haba dalam proses adalah jumlah yang dihasilkan dalam setiap lima peringkat dan menghasilkan 31112850 J.

Rujukan

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Jilid Fizik 1. Cecsa.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Dunia Kimia Fizikal.Kapasiti Panas. (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 20 Mac 2018, dari en.wikipedia.org.
3. Panas pendam. (nd). Di Wikipedia. Diakses pada 20 Mac 2018, dari en.wikipedia.org.
4. Clark, John, OE (2004). Kamus Ilmu Penting. Buku Barnes & Noble.
5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Kimia Fizikal, (edisi pertama 1978), edisi kesembilan 2010, Oxford University Press, Oxford UK.