Capacitatea termică - variația temperaturii și a energiei interne - Maxicours

Luați în considerare simplificarea unui sistem fizic al cărui energia mecanică este conservată. Variațiile sale de energie pot fi, prin urmare, doar legate de variații energie interna, prin schimb de căldură Î și/sau de muncă W cu mediul său, a se vedea fișa despre energia internă.

Atunci când sistemul nu este supus unei schimbări de stare și nu este locul reacțiilor chimice sau nucleare, o modificare a temperaturii (în K sau ° C) corespunde unui variația energiei sale interne (în J) conform relației:

Constanta proporționalității VS se numeste capacitate termică. Este exprimat în J/K. Mărimea sistemului este implicată în valoarea VS: în mod similar, este nevoie de mai multă energie pentru a încălzi o piscină decât un pahar cu apă.

Pentru un sistem omogen compus dintr-un singur material, introducem apoi un capacitate termică specifică, Care dau:

Masa m a sistemului este în kg, vs. este în și depinde doar de materialul luat în considerare. În realitate, valoarea vs. variază ușor în funcție de temperatură; aceste variații vor fi neglijate. În acest an, luăm în considerare capacitățile termice specifice solid sau lichide, dar nu gaze, unde lucrurile sunt mai complexe. Câteva valori:

Material	Apă (lichid)	Apă (inghetata)	Lemn	Beton	Pierre	Sticlă	Oţel	Conduce
vs. ()	4185	2060	920	870	840	480	130

Puteți apela și la un telefon capacitatea de căldură molară, în, unde M este masa molară, în kg/mol.

Dacă sistemul este compus din materiale diferite, fiecare poate fi tratat independent de celelalte, deoarece energia este o cantitate aditivă.
De exemplu, pentru un sistem format din două materiale 1 și 2, avem:

Pentru un sistem izolate termic și fără a face schimb de muncă cu lumea exterioară, vă reamintim asta .

Notă: Când un sistem schimbă numai căldura cu mediul său, este echivalent cu, ca în primul S.
Relația este, prin urmare, mai generală, deoarece o lucrare W poate provoca, de asemenea, o variație a temperaturii: încălzitor electric, compresie de gaz, forță de frecare etc.

Când fierbeți apă într-o cratiță, adăugarea căldurii va aduce treptat lichidul la 100 ° C. Când se fierbe, temperatura nu mai variază : căldura furnizată este utilizată exclusiv pentru a transforma apa lichidă în vapori de apă.

Atunci când există schimbarea stării materiei, trebuie să ținem cont de căldura latentă a schimbării stării corespunzătoare, adică energia schimbată pentru a efectua transformarea. Numele diferitelor schimbări de stare sunt reamintite mai jos:

variația energiei interne asociat cu schimbare de stare a unui corp de masă m este dat de:
L este aici căldura latentă specifică de schimbare de stare, și este exprimat în J/kg. Depinde doar de corpul luat în considerare. Două scenarii:
• Când există fuziune, vaporizare sau sublimare,: mediul furnizează energie sistemului în timpul transformării.

---