Удельная теплоёмкость вещества

Предположим, что в процессе теплообмена агрегатное состояние вещества тела не изменяется (не происходит плавление, кристаллизация, парообразование или конденсация). Начальную температуру тела обозначим t ₁, конечную температуру — t ₂.

Опыт показывает, что количество теплоты, полученное телом, прямо пропорционально массе тела m и разности конечной и начальной температур:

Q = cm (t ₂ − t ₁).

Коэффициент пропорциональности c называется удельной теплоёмкостью вещества тела. Удельная теплоёмкость не зависит от формы и размеров тела. Удельные теплоёмкости различных веществ можно найти в таблицах.

Введя обозначение ∆ t = t ₂ − t ₁, получим также:

Q = cm ∆ t.

Чтобы понять физический смысл удельной теплоёмкости, выразим её из последней формулы:

.

Мы видим, что удельная теплоёмкость численно равна количеству теплоты, которое необходимо для нагревания 1 кг данного вещества на 1 ^◦C (или, что то же самое, на 1K). Измеряется удельная теплоёмкость в Дж / (кг · ^◦C) или в Дж / (кг · K).

Чем больше удельная теплоёмкость вещества, тем большее количество теплоты требуется для нагревания тела данной массы на заданное количество градусов.

В задачах часто фигурируют вода и лёд. Их удельные теплоёмкости желательно помнить.

Дж

Вода: c = 4200.

кг · ^◦C

Дж

Лёд: c = 2100.

кг · ^◦C

Произведение удельной теплоёмкости вещества на массу тела называется теплоёмкостью тела и обозначается C:

C = cm.

Соответственно, для количества теплоты имеем:

Q = C (t ₂ − t ₁).