Ўласцівасці матэрыялаў. удзельная цеплаёмістасць

Вывучэнне цеплавых з'яў запатрабавала ад фізікаў ўвядзення паняцця удзельная цеплаёмістасць. Нягледзячы на сваю пераменнасць і залежнасць ад шматлікіх фактараў, гэтая велічыня дазваляе палегчыць правядзенне разлікаў не толькі ў ходзе эксперыментаў, але і ў працэсе практычнай вытворчай дзейнасці.

Фізічны сэнс удзельнай цеплаёмістасці, якая ў сістэме СІ вымяраецца ў джоўль на кілаграм-кельвін, заключаецца ў колькасці цяпла (цеплавой энергіі), неабходнага, каб рэчыва масай у адзін кілаграм змяніла сваю тэмпературу на адзін кельвін (градус).

На велічыню ўдзельнай цеплаёмістасцю аказвае ўплыў рэальная тэмпература рэчывы. Вада, нагрэтая да 20 ° C і да 60 ° C, мае розныя значэнні дадзенага характарызуе паказчыка. Для асноўных рэчываў у ходзе эксперыментальных даследаванняў была падлічана іх удзельная цеплаёмістасць. Формула была выведзена для вызначэння залежнасці паміж некалькімі велічынямі. Матэматычнае выраз аб'ядноўвае некалькі фізічных велічынь. Першай з'яўляецца сама удзельная цеплаёмістасць, якая для прастаты даследаванні прымаецца за пастаянную велічыню ў стандартных умовах. Часам яна разлічваецца для асобных умоў, да прыкладу, для вадзянога пара (нагрэтая вада да тэмпературы 373 Кельвінаў або 100 ° C). Далей ідуць значэнне, якое вызначае колькасць цеплыні, атрыманае (аддадзенае) рэчывам пры нагрэве (астуджэнні), маса нагреваемого (охлаждаемого) рэчывы, рознасць тэмператур перад пачаткам і пасля завяршэння працэсу.

Удзельная цеплаёмістасць мае вялікае значэнне пры выбары пэўнага рэчыва ў якасці будаўнічага матэрыялу, для выкарыстання яго ў розных халадзільных устаноўках або ацяпляльных сістэмах. Даўно заўважана, што матэрыялы, якія маюць аднолькавую масу, для награвання выкарыстоўваюць розная колькасць цеплавой энергіі. Алюмініевыя пакрыцця, да прыкладу, атрымліваючы аднолькавы фурманак цяпла ад натуральнага сонечнага выпраменьвання, награваюцца мацней і хутчэй, чым тыя ж канструкцыі з дрэва або звычайная тынкоўка.

Разглядаючы бетон з удзельнай цеплаёмістасцю 1000 Дж / кг-К, можна зрабіць выснову, што награванне аднаго кілаграма гэтага матэрыялу на адзін кельвін запатрабуе колькасць энергіі ў 1000 Дж. Драўніна для атрымання таго ж эфекту выкарыстоўвае ў два разы больш цяпла, чым такая ж маса газабетону . Гэта адбіваецца не толькі на мікракліматычных камфорце памяшканняў, але і на розных паказчыках тэмпературнага падаўжэння канструкцый.

Асаблівую цікавасць у плане ажыццяўлення цеплаабменных працэсаў выклікае звычайная вада. На яе прыкладзе можна ярка прасачыць, што на паказчык «удзельная цеплаёмістасць» кожнага рэчывы гуляе вялікі ўплыў яго агрэгатны стан. Працягваючы прыклад з вадой, выяўляецца цікавая заканамернасць. Пры 0 ° С у вадкім стане яна валодае удзельнай цеплаёмістасцю 4,218, а пры павышэнні тэмпературы да 40 ° С ўжо 4,178 кДж / (кг * Да). А вось для лёду на тэмпературнай прыступцы 0 ° С цеплаёмістасць падае да адзнакі 2,11 кДж / (кг * Да).

Вада з'яўляецца вадкасцю з самым высокім паказчыкам удзельнай цеплаёмістасці. Для чарговага скачка на адзін градус яна паглынае або аддае вялікае па аб'ёме колькасць цяпла, чым любое іншае рэчыва. Менавіта ваду выкарыстоўваюць у выпадках неабходнасці забяспечыць штучны цеплаабмен.

Для зручнасці разлікаў табліца удзельнай цеплаёмістасці акрамя графы з разлічанымі паказчыкамі на адзін кілаграм масы, мае дадатковую калонку з выразамі дадзенай характарыстыкі на адзін літр (або дм3) рэчывы. Карыстаючыся дадзенымі табліцы, інжынеры і канструктары вырабляюць падбор найбольш аптымальных матэрыялаў для ўвасаблення ў жыццё сваіх задум і ідэй. З з'яўленнем найноўшых матэрыялаў з унікальнымі ўласцівасцямі значна пашырыўся дыяпазон для выбару, але нават простыя і даступныя рэчывы часам здольныя скласці ім годную канкурэнцыю.