-4Кл. (Ответ округло до десятых)

Как можно на опыте определить, с какой силой тело, погружённое целиком в жидкость, выталкивается из жидкости?​

Решите пожалуйста задачу на скрине, буду очень благодарна за помощь, дам 15 баллов

ПОМОГИТЕ 1. Два автомобиля едут с аэропорта города Якутска. При этом пассажир Ньургун первой машины смотрит на часы, висящие на окне автомобиля. Таких … часов он никогда прежде не видел. Помогите Ньургуну определить время, которое они показывают.Подпись отсутствуетСуббота, 10 часовСуббота, 6 часовСуббота, 2 часа.Суббота, 8 часовСуббота, 4 часа.2. Первый автомобиль, скорость которого 72 км/ч, догоняет второй, движущийся со скоростью 15 м/с. За какое время первый догонит второй автомобиль, если расстояние между ними было 120м.12 с6 с18 с30 с24 с3. Пассажир Алиса второй машины сидит на переднем кресле рядом с шофером. Приближаясь к надписи «ЯКУТСК», она смотрит на надпись и думает: – Интересно, это я приближаюсь к «Якутску» или «Якутск» приближается ко мне? Выберите верное утверждение.Относительно надписи Алиса покоитсяОтносительно первого автомобиля Алиса удаляется от надписиОтносительно поверхности земли надпись приближается к Алисе.Относительно ее самой Алиса приближается к надписи.Относительно Алисы надпись приближается к Алисе.4. По озеру Сайсары, гонимый непрерывным ветром, прямо плывет небольшая яхта. Почему-то Алиса решила, что он двигается на юг. А в какую сторону развевается при этом флаг на его мачте? Считайте, что Алиса правильно угадала направление движения корабля.На югНа западНи в какуюНа северНа восток4. По озеру Сайсары, гонимый непрерывным ветром, прямо плывет небольшая яхта. Почему-то Алиса решила, что он двигается на юг. А в какую сторону развевается при этом флаг на его мачте? Считайте, что Алиса правильно угадала направление движения корабля.На югНа востокНи в какуюНа северНа запад5. Отъехав от озера Сайсары, вдруг Алиса почувствовала неладное: все вокруг становилось больше. Действительно, вскоре ее рост стал всего тридцать сантиметров.

Пропорционально росту уменьшились и все остальные ее размеры, и даже платье. – Интересно, что теперь покажут весы, когда я на них стану? – неожиданно подумала Алиса. Помогите Алисе ответить на этот вопрос, если ее плотность не изменилась, первоначальный рост был 1 м 50 см, а масса 40 кг320 г1,6 кг4 кг960 г8 кг6. На посту ГАИ на Покровском тракте на тонкой веревочке подвешен тяжелый шар. Снизу к нему прикрепили такую же веревочку, а Ньургун стоит под шаром. Подскажите, как поступить Ньургуну, чтобы порвалась не верхняя, а нижняя веревка?В любом случае порвется верхняя веревкаРаскачать шарМедленно потянуть за веревку.Резко дернуть веревкуВ любом случае порвется нижняя веревка7. В домашнем задании брата Алисы (якутский филиал школы Хогвартса, 3 класс) имеется следующая задача: «Скорость Белого Кролика 3,7 км/ч; Мартовского Зайца 104 см/с; Попугайчика Лори 61,1 м/мин; Орленка Эди 608 дм/мин; Брандашмыга 1100 мм/с. Кто из них быстрее?»Белый КроликОрленок ЭдиМартовский ЗаяцПопугайчик ЛориБрандашмыг8. Остановившись на площади Ленина, Алиса решила размяться и побежала. Первый и второй круги она пробежала со скоростью 80 см/с, но потом устала и на третьем круге ее скорость уменьшилась в два раза. Чему равна средняя скорость Алисы за три круга?55 см/с50 см/с60 см/с40 см/с45 см/с9. Вдруг из-за кустов вылезла гусеница и протянула Алисе листок. На листке было написано: «Какую физическую величину можно рассчитать по формуле: Х = Y*w , где Y – промежуток времени, w – скорость тела». – Какая-то несвоевременная формула, – подумала Алиса. Помогите гусенице и Алисе поскорее разобраться.ПлотностьТемпературуВысотуПуть, пройденный теломМассу10. Ньургун, приехав домой на ул.Хабарова, захотел сделать блины. Площадь блина 75 см2, а высота 1 см. А сколько блинов выйдет из теста объемом 3 л, если при выпечке объем теста увеличивается на 50%?40 штук48 штук60 штук20 штук25 штук11. Гусеница решила в ответ угостить Алису мармеладом. Под мухомором лежали пять кусочков мармелада разной формы: шар объемом 0,55 мл, куб со стороной 8 мм, цилиндр с площадью основания 1 см2 и высотой 6 мм, прямоугольный параллелепипед со сторонами 5 мм, 6 мм и 2 см, цилиндр объемом 540 мм3 .
Алиса взяла самый легкий кусочек. Какой?Подпись отсутствуетГВАДБ12. Алиса и Ньургун стоят напротив друг друга на противоположных берегах речки, ширина которой 60 метров. Алиса начинает идти вдоль берега вниз по течению со скоростью, равной скорости течения реки 1 м/с. Ньургун начинает плыть через реку на противоположный берег вдоль прямой линии с постоянной скоростью. Как только Ньургун добирается до противоположного берега, он оказывается рядом с Алисой, которая прошла расстояние 150м. Алиса в процессе движения не останавливалась. Чему расстояние между Алисой и Ньургуном в тот момент, когда Алиса прошла 75м?60м0м150м30м210м13. В ресторане «Муус Хайа» придумали новую систему разлива чая. У кого кружка наполнится первой, тому подарок. Помогите Ньургуну выбрать нужную кружку, чтобы получить подарок.Подпись отсутствует4231Все кружки наполнятся одновременно​

Помогите пожалуйста Очень нужно. Задачи 1 и 2

помогите пожалуйста!! физика 8 Кл ​

Пілот літака, що летитьгоризонтальнона висотіh=500м зі швидкістю v=99 м/с, мас скинути пакет з поштою для геологів. На якій відстані по горизонталі ві … д табору геологів він це має зробити, щоб пакет упав у таборі?​

Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс.

Для того чтобы нагреть на определённую величину тела, взятые при одинаковой температуре, изготовленные из различных веществ, но имеющие одинаковую массу, требуется разное количество теплоты.

Пример:

Для нагревания \(1\) кг воды на \(1 \)°С требуется количество теплоты, равное \(4200\) Дж. А если нагревать \(1\) кг цинка на \(1\) °С, то потребуется всего \(400\) Дж. 

Физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой \(1\) кг для того, чтобы его температура изменилась на \(1\) °С, называется удельной теплоёмкостью вещества.

Обрати внимание!

Удельная теплоёмкость обозначается буквой \(с\) и измеряется в Дж/(кг·°С).

Пример:

Удельная теплоёмкость серебра равна \(240\) Дж/(кг·°С). Это означает, что для нагревания серебра массой \(1\) кг на \(1\) °С необходимо количество теплоты, равное \(240\) Дж.

При охлаждении серебра массой \(1\) кг на \(1\) °С выделится количество теплоты, равное \(240\) Дж.

Это означает, что если меняется температура серебра массой \(1\) кг на \(1\) °С, то оно или поглощает, или выделяет количество теплоты, равное \(240\) Дж.

Таблица 1. Удельная теплоёмкость некоторых веществ.

 

Твёрдые вещества

Вещество

\(c\),

Дж/(кг·°С)

Алюминий

\(920\)

Бетон

\(880\)

Дерево

\(2700\)

Железо,

сталь

\(460\)

Золото

\(130\)

Кирпич

\(750\)

Латунь

\(380\)

Лёд

\(2100\)

Медь

\(380\)

Нафталин

\(1300\)

Олово

\(230\)

Парафин

\(3200\)

Песок

\(970\)

Платина

\(130\)

Свинец

\(120\)

Серебро

\(240\)

Стекло

\(840\)

Цемент

\(800\)

Цинк

\(400\)

Чугун

\(550\)

Сера

\(710\)

 

Жидкости

Вещество

\(c\),

Дж/(кг·°C)

Вода

\(4200\)

Глицерин

\(2400\)

Железо

\(830\)

Керосин

\(2140\)

Масло

подсолнечное

\(1700\)

Масло

трансформаторное

\(2000\)

Ртуть

\(120\)

Спирт

этиловый

\(2400\)

Эфир

серный

\(2300\)

 

Газы (при постоянном давлении и температуре \(20\) °С)

Вещество

\(c\),

Дж/(кг·°C)

Азот

\(1000\)

Аммиак

\(2100\)

Водород

\(14300\)

Водяной

пар

\(2200\)

Воздух

\(1000\)

Гелий

\(5200\)

Кислород

\(920\)

Углекислый

газ

\(830\)

 

Удельная теплоемкость реальных газов, в отличие от идеальных газов, зависит от давления и температуры. И если зависимостью удельной теплоемкости реальных газов от давления в практических задачах можно пренебречь, то зависимость удельной теплоемкости газов от температуры необходимо учитывать, поскольку она очень существенна.

 

Обрати внимание!

Удельная теплоёмкость вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях, различна.

Пример:

Вода в жидком состоянии имеет удельную теплоёмкость, равную \(4200\) Дж/(кг·°С), в твёрдом состоянии (лёд) — \(2100\) Дж/(кг·°С), в газообразном состоянии (водяной пар) — \(2200\) Дж/(кг·°С).

Вода — вещество особенное, обладающее самой высокой среди жидкостей удельной теплоёмкостью. Но самое интересное, что теплоёмкость воды снижается при температуре от \(0\) °С до \(37\) °С и снова растёт при дальнейшем нагревании.

 

 

В связи с этим вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из окружающей среды огромное количество теплоты. А зимой вода остывает и отдаёт в окружающую среду большое количество теплоты. Данное явление оказывает на климат данного региона. Летом здесь нет изнуряющей жары, а зимой — лютых морозов.

 

 

Высокая удельная теплоёмкость воды нашла широкое применение в различных областях: от медицинских грелок до систем отопления и охлаждения.

 

 

Не задумывались ли вы, почему воду используют при тушении пожаров? Из-за большой теплоемкости. При соприкосновении с горящим предметом вода забирает у него большое количество теплоты. Оно значительно больше, чем при использовании такого же количества любой другой жидкости.

 

 

Помимо непосредственного отвода тепла, вода гасит пламя ещё и косвенным образом. Водяной пар, образующийся при контакте с огнём, окутывает горящее тело, предотвращая поступление кислорода, без которого горение невозможно.

Какой водой эффективнее тушить огонь: горячей или холодной? Горячая вода тушит огонь быстрее, чем холодная. Дело в том, что нагретая вода скорее превратится в пар, а значит, и отсечёт поступление воздуха к горящему объекту.

 

Источники:

www.infourok.ru

www.puzzleit.ru

www.libma.ru

www.englishhelponline.files.wordpress.com

www.avd16.ru

Сайт учителя — Расчет количества теплоты. Задания уровня «А».

Расчет количества теплоты.

Задания уровня «А».

1. Какое количество теплоты требуется для нагревания медной детали массой 200 г от температуры 15°С до температуры 1015°С?

2. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания стального резца массой 400 г, если при закалке его нагрели от температуры 20°С до температуры 1320°С.

3. В алюминиевом чайнике массой 300 г нагревается 1,5 кг воды от температуры 20°С до температуры 100°С. Какое количество теплоты затрачено на нагревание воды? Чайника?

4. Определите, какое количество теплоты выделяет чугунный утюг массой 3 кг при охлаждении от температуры 70°С до температуры 20°С.

5. Какое количество теплоты выделяется при охлаждении кирпича массой 4 кг от температуры 30°С до температуры 15°С?

6. Определите, какое количество теплоты выделится при охлаждении 1,5 кг льда от 0°С до температуры -5°С.

7. Для нагревания бетонной плиты массой 250 кг от температуры 20°С до температуры 40°С потребовалось 4,4 •10

6 Дж теплоты. Какова удельная теплоемкость бетона?

8. При обработке алюминиевой детали на станке ее температура повысилась от температуры 20°С до температуры 420°С. Какое количество теплоты для этого потребовалось, если масса детали 500 г?

9. На сколько градусов охладится 2 кг горячей воды, отдав в окружающее пространство 504 кДж теплоты?

10. Какое количество теплоты теряет вода в пруду площадью 350 м2 и глубиной 1,5 м при охлаждении на 5°С?

11. Какова масса свинцовой детали, если для ее нагревания на 20°С было затрачено 2800 Дж теплоты?

12. Чему равна удельная теплоемкость серебра, если для нагревания 20 г серебра на 85°С потребовалось 425 Дж?

13. Определите массу стального молотка, если при его охлаждении от температуры 52°С до температуры 20°С выделилось 300 кДж теплоты.

14. Для нагревания алюминиевой детали массой 100 г на 40°С требуется 3680 Дж теплоты. Определите удельную теплоемкость алюминия.

15. Какое количество теплоты потребуется для нагрева 50 г льда на 5°С?

16. Определите, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 6 кг торфа.

17. Рассчитайте, какое количество бензина необходимо сжечь для того, чтобы выделилось 230 кДж теплоты.

18. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 2,5 т каменного угля?

19. Чему равно количество теплоты, которое выделится при полном сгорании 100 г спирта?

20. Определите удельную теплоту сгорания керосина, если при полном сгорании 50 г керосина выделяется 2,3•106 Дж теплоты.

21. Определите, во сколько раз выделится большее количество теплоты при сгорании 5 кг бензина, чем при сгорании 5 кг торфа.

22. Какое количество воды можно нагреть на 50°С теплотой, полученной при полном сгорании 10 г спирта?

23. Рассчитайте массу дров, которые при полном сгорании выделяют такое же количество теплоты, как и 2 кг керосина.

24. При полном сгорании 5 кг топлива выделилось 6•108 Дж теплоты. Определите удельную теплоту сгорания топлива. Что это за топливо?

25. Определите удельную теплоту сгорания авиационного керосина, если при полном сгорании 50 г этого топлива выделяется 3400 кДж теплоты.

задачи на тему «удельная теплоемкость вещества»

Задача 3. Два медных шара массами то и 4m0 нагревают так, что оба шара получают одинаковое количество теплоты. При этом больший шар нагрелся на 5 °С. Насколько нагрелся шар меньшей массы?

Задача 4. Какое количество теплоты выделяется при охлаждении 4 м3 льда от -10 °С до -40 °С?

Задача 5. В каком случае потребуется для нагревания двух веществ большее количество теплоты, если нагрев двух веществ одинаков Δt1 = Δt2? Первое вещество — кирпич массы 2 кг и с=880 Дж/кг*С и латунь — масса 2 кг и с2=400 Дж/кг*С

Задача 6. Стальной брусок массой 4 кг нагрели. При этом было затрачено 200000 Дж тепла. Определите конечную температуру тела, если начальная температура равна t0 = 10 °С.

Задача 7

Теплоемкость тела равна 400 Дж/°С. При нагревании оно получило 8 кДж тепла. Определить изменение температуры тела.

Уровень 1

1. Что потребует большего количества теплоты для нагревания на 1 °С: стакан воды или бидон воды?

2. Чугунную деталь массой 1 кг нагрели на 1 °С. На сколько увеличилась при этом внутренняя энергия детали?

Уровень 2

1. Каким количеством теплоты можно нагреть 0,3 кг воды от 12 °С до 20 °С?

2. Слиток серебра массой 120 г при остывании от 66 °С до 16 °С передал окружающей среде 1,5 кДж теплоты. Как велика удельная теплоемкость серебра?

Уровень 3

1. В каком случае горячая вода в стакане охладится больше: если в него опустить серебряную или алюминиевую ложку той же массы? Ответ обоснуйте.

2. Кусок льда был нагрет от -40 °С до -10 °С. При этом было затрачено 21 кДж тепла. Определите массу льда.

Уровень 4

1. Определите массу свинцовой болванки, если она при охлаждении от 20° С до 10 °С отдала 26 кДж.

2. Внутренняя энергия тела увеличилась на 40 кДж. При этом тело получило 50 кДж тепла. Какую работу совершили в этом процессе?

Таблицы удельной теплоемкости веществ: газов, жидкостей, металлов, продуктов

АБС пластик 1300…2300
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках 840
Алмаз 502
Аргиллит 700…1000
Асбест волокнистый 1050
Асбестоцемент 1500
Асботекстолит 1670
Асбошифер 837
Асфальт 920…2100
Асфальтобетон 1680
Аэрогель (Aspen aerogels) 700
Базальт 850…920
Барит 461
Береза 1250
Бетон 710…1130
Битумоперлит 1130
Битумы нефтяные строительные и кровельные 1680
Бумага 1090…1500
Вата минеральная 920
Вата стеклянная 800
Вата хлопчатобумажная 1675
Вата шлаковая 750
Вермикулит 840
Вермикулитобетон 840
Винипласт 1000
Войлок шерстяной 1700
Воск 2930
Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат, газо- и пенозолобетон 840
Гетинакс 1400
Гипс формованный сухой 1050
Гипсокартон 950
Глина 750
Глина огнеупорная 800
Глинозем 700…840
Гнейс (облицовка) 880
Гравий (наполнитель) 850
Гравий керамзитовый 840
Гравий шунгизитовый 840
Гранит (облицовка) 880…920
Графит 708
Грунт влажный (почва) 2010
Грунт лунный 740
Грунт песчаный 900
Грунт сухой 850
Гудрон 1675
Диабаз 800…900
Динас 737
Доломит 600…1500
Дуб 2300
Железобетон 840
Железобетон набивной 840
Зола древесная 750
Известняк (облицовка) 850…920
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем 1680
Ил песчаный 1000…2100
Камень строительный 920
Капрон 2300
Карболит черный 1900
Картон гофрированный 1150
Картон облицовочный 2300
Картон плотный 1200
Картон строительный многослойный 2390
Каучук натуральный 1400
Кварц кристаллический 836
Кварцит 700…1300
Керамзит 750
Керамзитобетон и керамзитопенобетон 840
Кирпич динасовый 905
Кирпич карборундовый 700
Кирпич красный плотный 840…880
Кирпич магнезитовый 1055
Кирпич облицовочный 880
Кирпич огнеупорный полукислый 885
Кирпич силикатный 750…840
Кирпич строительный 800
Кирпич трепельный 710
Кирпич шамотный 930
Кладка «Поротон» 900
Кладка бутовая из камней средней плотности 880
Кладка газосиликатная 880
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича 880
Кладка из керамического пустотного кирпича 880
Кладка из силикатного кирпича 880
Кладка из трепельного кирпича 880
Кладка из шлакового кирпича 880
Кокс порошкообразный 1210
Корунд 711
Краска масляная (эмаль) 650…2000
Кремний 714
Лава вулканическая 840
Латунь 400
Лед из тяжелой воды 2220
Лед при температуре 0°С 2150
Лед при температуре -100°С 1170
Лед при температуре -20°С 1950
Лед при температуре -60°С 1700
Линолеум 1470
Листы асбестоцементные плоские 840
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) 840
Лузга подсолнечная 1500
Магнетит 586
Малахит 740
Маты и полосы из стекловолокна прошивные 840
Маты минераловатные прошивные и на синтетическом связующем 840
Мел 800…880
Миканит 250
Мипора 1420
Мрамор (облицовка) 880
Настил палубный 1100
Нафталин 1300
Нейлон 1600
Неопрен 1700
Пакля 2300
Парафин 2890
Паркет дубовый 1100
Паркет штучный 880
Паркет щитовой 880
Пемзобетон 840
Пенобетон 840
Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-1 1260
Пенополистирол 1340
Пенополистирол «Пеноплекс» 1600
Пенополиуретан 1470
Пеностекло или газостекло 840
Пергамин 1680
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки 850
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой 860
Перекрытие монолитное плоское железобетонное 840
Перлитобетон 840
Перлитопласт-бетон 1050
Перлитофосфогелевые изделия 1050
Песок для строительных работ 840
Песок речной мелкий 700…840
Песок речной мелкий (влажный) 2090
Песок сахарный 1260
Песок сухой 800
Пихта 2700
Пластмасса полиэфирная 1000…2300
Плита пробковая 1850
Плиты алебастровые 750
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные (ДСП, ДВП) 2300
Плиты из гипса 840
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта 1680
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем 840
Плиты камышитовые 2300
Плиты льнокостричные изоляционные 2300
Плиты минераловатные повышенной жесткости 840
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем 840
Плиты торфяные теплоизоляционные 2300
Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе 2300
Покрытие ковровое 1100
Пол гипсовый бесшовный 800
Поливинилхлорид (ПВХ) 920…1200
Поликарбонат (дифлон) 1100…1120
Полиметилметакрилат 1200…1650
Полипропилен 1930
Полистирол УПП1, ППС 900
Полистиролбетон 1060
Полихлорвинил 1130…1200
Полихлортрифторэтилен 920
Полиэтилен высокой плотности 1900…2300
Полиэтилен низкой плотности 1700
Портландцемент 1130
Пробка 2050
Пробка гранулированная 1800
Раствор гипсовый затирочный 900
Раствор гипсоперлитовый 840
Раствор гипсоперлитовый поризованный 840
Раствор известково-песчаный 840
Раствор известковый 920
Раствор сложный (песок, известь, цемент) 840
Раствор цементно-перлитовый 840
Раствор цементно-песчаный 840
Раствор цементно-шлаковый 840
Резина мягкая 1380
Резина пористая 2050
Резина твердая обыкновенная 1350…1400
Рубероид 1500…1680
Сера 715
Сланец 700…1600
Слюда 880
Смола эпоксидная 800…1100
Снег лежалый при 0°С 2100
Снег свежевыпавший 2090
Сосна и ель 2300
Сосна смолистая 15% влажности 2700
Стекло зеркальное (зеркало) 780
Стекло кварцевое 890
Стекло лабораторное 840
Стекло обыкновенное, оконное 670
Стекло флинт 490
Стекловата 800
Стекловолокно 840
Стеклопластик 800
Стружка деревянная прессованая 1080
Текстолит 1470…1510
Толь 1680
Торф 1880
Торфоплиты 2100
Туф (облицовка) 750…880
Туфобетон 840
Уголь древесный 960
Уголь каменный 1310
Фанера клееная 2300…2500
Фарфор 750…1090
Фибролит (серый) 1670
Циркон 670
Шамот 825
Шифер 750
Шлак гранулированный 750
Шлак котельный 700…750
Шлакобетон 800
Шлакопемзобетон (термозитобетон) 840
Шлакопемзопено- и шлакопемзогазобетон 840
Штукатурка гипсовая 840
Штукатурка из полистирольного раствора 1200
Штукатурка известковая 950
Штукатурка известковая с каменной пылью 920
Штукатурка перлитовая 1130
Штукатурка фасадная с полимерными добавками 880
Шунгизитобетон 840
Щебень и песок из перлита вспученного 840
Щебень из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглопорита 840
Эбонит 1430
Эковата 2300
Этрол 1500…1800

Чему равна удельная теплоемкость металла


Удельная теплоемкость металлов

Удельная теплоемкость металлов.

 

 

Таблица удельной теплоемкости металлов:

Теплоёмкость – это количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) всем телом в процессе нагревания (остывания) на 1 Кельвин.

Удельная теплоёмкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 Кельвин.

Удельная теплоемкость обозначается буквой c и измеряется в Дж/(кг·К).

с = Q / (m·ΔT),

где Q – количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),

m – масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,

ΔT – разность конечной и начальной температур вещества.

В таблице удельная теплоемкость металлов приведена при при температуре 0 °C. Для ртути удельная теплоемкость приведена при 25 °C, для таллия – при 50 °C.

Необходимо иметь в виду, что на значение удельной теплоёмкости вещества влияет температура вещества и другие термодинамические параметры (объем, давление  и пр.), а также то, каким образом происходило изменение этих термодинамических параметров (например, при постоянном давлении или при постоянном объеме).

Точное значение удельной теплоемкости металлов в зависимости от термодинамических условий (температуры, объема, давления и пр.) необходимо смотреть в справочниках.

Металлы Удельная теплоемкость металлов, кДж/(кг·К)
Актиний
Алюминий 0,897
Америций
Барий 0,285
Бериллий 1,8245
Ванадий 0,494
Висмут 0,121
Вольфрам 0,134
Галлий 0,343
Германий 0,32214
Железо 0,439
Золото 0,129
Индий 0,238
Иридий 0,126
Иттрий 0,31
Кадмий 0,23
Калий 0,737
Кальций 0,657
Кобальт 0,448
Лантан
Латунь
Литий 3,308
Магний 0,976
Марганец 0,431
Медь 0,385
Молибден 0,251
Натрий 1,197
Никель 0,427
Ниобий 0,268
Олово 0,222
Осмий 0,129
Палладий 0,239
Платина 0,129
Радий
Рений 0,133
Родий 0,243
Ртуть 0,140*
Рубидий 0,335
Рутений
Свинец 0,126
Серебро 0,234
Скандий
Сталь
Стронций
Сурьма 0,205
Таллий 0,134**
Тантал 0,138
Теллур 0,201
Титан 0,532
Уран 0,117
Хром 0,448
Цезий 0,201
Цинк 0,381
Цирконий 0,276
Чугун

* – при 25 оС,

** – при 50 оС.

 

Источник: Бухмиров В.В., Ракутина Д.В., Солнышкова Ю.С. Справочные материалы для решения задач по курсу «Тепломассообмен» / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». – Иваново, 2009; https://ru.wikipedia.org

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 

Найти что-нибудь еще?

Похожие записи:

карта сайта

Коэффициент востребованности 1 022

Удельная теплоемкость некоторых металлов

Удельная теплоемкость металлов и металлоидов (полуметаллов) приведена в таблице ниже.

См. Также табличные значения для газов, пищевых продуктов и пищевых продуктов, обычных жидкостей и жидкостей, обычных твердых веществ и других обычных веществ, а также значения молярной удельной теплоемкости для обычных органических и неорганических веществ.

Металлоиды, также известные как полуметаллы, представляют собой элементы, обладающие сходными свойствами и находящимися где-то посередине между металлами и неметаллами.

  • 1 Дж / (кг K) = 2,389×10 -4 ккал / (кг o C) = 2,389×10 -4 Btu / (фунт м o F)
  • 1 кДж / (кг · К) = 0,2389 ккал / (кг o C) = 0,2389 Btu / (фунт м o F) = 10 3 Дж / (кг o C) = 1 Дж. / (г o C)
  • 1 BTU / (фунт м o F) = 4186,8 Дж / (кг · K) = 1 ккал / (кг o C)
  • 1 ккал / (кг o C) = 4186.8 Дж / (кг · К) = 1 БТЕ / (фунт м o F)

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения для газов, пищевых продуктов и пищевых продуктов, обычных жидкостей и жидкостей, обычных твердых веществ и других обычных веществ, а также значения молярной удельной теплоемкости для обычных органических и неорганических веществ.

Энергия нагрева

Энергия, необходимая для нагрева продукта, может быть рассчитана как

q = c p m dt (1)

, где

q = необходимое количество тепла (кДж)

c p = удельная теплоемкость (кДж / кг K, кДж / кг C ° )

dt = разница температур (K, C ° )

Пример — Нагрев углеродистой стали

2 кг углеродистой стали нагревается от 20 o C до 100 o C .Удельная теплоемкость углеродистой стали составляет 0,49 кДж / кгC ° , а необходимое количество тепла можно рассчитать как

q = (0,49 кДж / кг o C) ( 2 кг) ((100 o C). C) — (20 o C))

= 78,4 (кДж)

.

Какова удельная теплоемкость неизвестного металлического образца?

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • науки о Земле
  • Наука об окружающей среде
  • Органическая химия
.

Что такое удельная теплоемкость? (с рисунками)

Удельная теплоемкость — это измерение, используемое в термодинамике и калориметрии, которое устанавливает количество тепловой энергии, необходимой для повышения температуры данной массы определенного вещества на определенное количество. Хотя иногда используются разные шкалы измерения, этот термин обычно конкретно относится к количеству, необходимому для поднятия 1 грамма какого-либо вещества на 1,8 ° F (1 ° Цельсия). Отсюда следует, что если к веществу добавить вдвое больше энергии, его температура должна увеличиться вдвое.Удельная теплоемкость обычно выражается в джоулях — единицах, обычно используемых в химии и физике для описания энергии. Это важный фактор в науке, технике и понимании климата Земли.

Зная удельную теплоемкость вещества, предприятия могут рассчитать, сколько энергии им потребуется при эксплуатации доменной печи или крекинговой башни.
Нагрев и температура

Тепловая энергия и температура — это два разных понятия, и важно понимать разницу. Первый — это величина в термодинамике, которая описывает количество изменений, которые система может вызвать в окружающей среде.Передача этой энергии объекту заставляет его молекулы двигаться быстрее; это увеличение кинетической энергии измеряется или ощущается как повышение температуры.

Удельная теплоемкость — это количество энергии, необходимое для повышения температуры данной массы определенного вещества.
Удельная теплоемкость и теплоемкость

Эти два свойства часто путают. Первый — это количество джоулей, необходимое для повышения температуры данной массы вещества на некоторую единицу. Всегда указывается «на единицу массы», например 0.45 Дж / г ° C, что представляет собой удельную теплоемкость железа или количество джоулей тепловой энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма железа на один градус Цельсия. Следовательно, это значение не зависит от количества железа.

Теплоемкость — иногда называемая «тепловой массой» — это количество джоулей, необходимое для повышения температуры определенной массы материала на 1.8 ° F (1 ° Цельсия) — это просто удельная теплоемкость материала, умноженная на его массу. Он измеряется в джоулях на ° C. Теплоемкость предмета из железа весом 100 г составит 0,45 х 100, что дает 45 Дж / ° C. Это свойство можно рассматривать как способность объекта накапливать тепло.

Удельная теплоемкость вещества более или менее верна в широком диапазоне температур, то есть энергия, необходимая для повышения температуры на один градус данного вещества, лишь незначительно отличается от своего начального значения.Однако это не применяется, когда вещество претерпевает изменение состояния. Например, если к некоторому количеству воды постоянно прикладывать тепло, это приведет к повышению температуры в соответствии с удельной теплоемкостью воды. Однако при достижении точки кипения дальнейшего повышения температуры не будет; вместо этого энергия пойдет на производство водяного пара. То же самое относится к твердым веществам при достижении точки плавления.

Устаревший показатель энергии — калория — основан на удельной теплоте воды.Одна калория — это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма воды на 1,8 ° F (1 ° C) при нормальном давлении воздуха. Это эквивалентно 4,184 джоуля. Для удельной теплоемкости воды могут быть даны несколько иные значения, поскольку она немного меняется в зависимости от температуры и давления.

Эффекты

Различные вещества могут иметь очень разную теплоемкость.Например, у металлов, как правило, очень низкие значения. Это означает, что они быстро нагреваются и быстро остывают; они также имеют тенденцию значительно расширяться по мере нагревания. Это имеет значение для проектирования и проектирования: часто необходимо делать поправку на расширение металлических частей в конструкциях и оборудовании.

Вода, напротив, имеет очень высокую удельную теплоемкость — в девять раз больше, чем у железа, и в 32 раза больше, чем у золота.Из-за молекулярной структуры воды требуется много энергии для повышения ее температуры даже на небольшое количество. Это также означает, что теплая вода долго остывает.

Это свойство необходимо для жизни на Земле, поскольку вода оказывает значительное стабилизирующее влияние на глобальный климат.Зимой океаны медленно остывают и выделяют в окружающую среду значительное количество тепла, что помогает поддерживать достаточно стабильную глобальную температуру. И наоборот, летом требуется много тепла, чтобы значительно повысить температуру океана. Это оказывает сдерживающее влияние на климат. Внутренние континентальные районы, удаленные от океана, испытывают гораздо более высокие температуры, чем прибрежные районы.

Его молекулярная структура придает воде очень высокую удельную теплоемкость..

Удельная теплоемкость — химия | Сократик

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • науки о Земле
  • Наука об окружающей среде
.

Контрольная работа «Тепловое явление» 8 класс

Контрольная  работа  № 1 по теме «Тепловые явления»

Вариант 1.

1.     Стальная  деталь  массой  500 г  при  обработке  на  токарном  станке  нагрелась  на  20  градусов Цельсия..  Чему  равно  изменение  внутренней  энергии  детали? (Удельная теплоемкость стали
500 Дж/(кг С)  )

2.     Какую  массу  пороха  нужно  сжечь,  чтобы при  полном  его  сгорании  выделилось  38000  кДж  энергии? (Удельная теплота сгорания пороха 3,8 * 10 6 Дж/кг)

3.     Оловянный  и  латунный  шары  одинаковой  массы,  взятые  при  температуре  20 градусов Цельсия опустили  в  горячую  воду.   Одинаковое  ли  количество  теплоты  получат  шары  от  воды  при  нагревании? (Удельная теплоемкость олова  250 Дж/(кг С), латуни 
380 Дж/(кг С) )

4.     На  сколько  изменится  температура  воды  массой  20  кг,  если  ей  передать  всю  энергию,   выделяющуюся  при  сгорании  бензина  массой  20  кг?
(Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг С), удельная теплота сгорания бензина 4,6 * 10 7 Дж/кг) 

Вариант  2.

1.   Определите  массу  серебряной  ложки,  если  для  изменения  ее  температуры  от  20  до  40 градусов Цельсия   требуется  250  Дж  энергии. (Удельная теплоемкость серебра 250 Дж/(кг С) )

2.    Какое  количество  теплоты  выделится  при  полном  сгорании  торфа  массой  200  г?  (Удельная теплота сгорания торфа 14 * 10 6 Дж/кг)

3.    Стальную  и  свинцовую  гири  массой  по  1  кг  прогрели  в  кипящей  воде,  а  затем  поставили  на  лед.   Под  какой  из  гирь  растает  больше  льда?
(Удельная теплоемкость стали 500 Дж/(кг С), свинца 140 Дж/(кг С)  )

4.  Какую  массу  керосина  нужно  сжечь,  чтобы  получить  столько  же  энергии,  сколько  ее  выделяется  при  сгорании  каменного  угля 
массой   500 г. 

(Удельная теплота сгорания керосина  46 *106 дж/кг, 
каменного угля 30 * 10 6 Дж/кг)

Калькулятор удельной теплоемкости

Этот калькулятор удельной теплоемкости представляет собой инструмент, который определяет теплоемкость нагретого или охлажденного образца. Удельная теплоемкость — это количество тепловой энергии, которое необходимо подвести к образцу весом 1 кг, чтобы повысить его температуру на 1 K . Прочтите, чтобы узнать, как правильно применить формулу теплоемкости для получения достоверного результата.

Как рассчитать удельную теплоемкость

  1. Определите, хотите ли вы нагреть образец (дать ему немного тепловой энергии) или охладить (отобрать немного тепловой энергии).
  2. Укажите количество подаваемой энергии как положительное значение. Если вы хотите охладить образец, введите вычтенную энергию как отрицательное значение. Например, предположим, что мы хотим уменьшить тепловую энергию образца на 63 000 Дж. Тогда Q = -63 000 Дж .
  3. Определите разницу температур между начальным и конечным состоянием образца и введите ее в калькулятор теплоемкости. Если образец остынет, разница будет отрицательной, а если нагретой — положительной.Допустим, мы хотим охладить образец на 3 градуса. Тогда ΔT = -3 K . Вы также можете перейти в расширенный режим , чтобы ввести начальное и конечное значения температуры вручную.
  4. Определите массу образца. Примем м = 5 кг .
  5. Рассчитайте удельную теплоемкость как c = Q / (мΔT) . В нашем примере это будет равно c = -63,000 Дж / (5 кг * -3 K) = 4200 Дж / (кг · K) . Это типичная теплоемкость воды.

Если у вас возникли проблемы с единицами измерения, воспользуйтесь нашими калькуляторами преобразования температуры или веса.

Формула теплоемкости

Формула для определения теплоемкости выглядит так:

c = Q / (мΔT)

Q — количество подводимого или отведенного тепла (в джоулях), м — масса образца, а ΔT — разница между начальной и конечной температурами. Теплоемкость измеряется в Дж / (кг · К).

Типовые значения удельной теплоемкости

Вам не нужно использовать калькулятор теплоемкости для большинства обычных веществ. Ниже приведены значения удельной теплоемкости некоторых из самых популярных.

  • лед: 2,100 Дж / (кг · К)
  • вода: 4,200 Дж / (кг · К)
  • водяной пар: 2,000 Дж / (кг · К)
  • базальт: 840 Дж / (кг · К)
  • гранит: 790 Дж / (кг · К)
  • алюминий: 890 Дж / (кг · К)
  • железо: 450 Дж / (кг · К)
  • медь: 380 Дж / (кг · К)
  • свинец: 130 Дж / (кг · К)

Имея эту информацию, вы также можете рассчитать, сколько энергии вам нужно подать на образец, чтобы повысить или понизить его температуру.Например, вы можете проверить, сколько тепла вам нужно, чтобы довести до кипения воду, чтобы приготовить макароны.

Хотите знать, что на самом деле означает результат? Воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии, чтобы проверить, насколько высоко вы поднимете образец с таким количеством энергии. Или проверьте, насколько быстро может двигаться образец, с помощью этого калькулятора кинетической энергии.

Что такое удельная теплоемкость при постоянном объеме?

Удельная теплоемкость — это количество тепла или энергии, необходимое для изменения одной единицы массы вещества постоянного объема на 1 ° C .Формула: Cv = Q / (ΔT ⨉ m) .

Какова формула удельной теплоемкости?

Формула для удельной теплоемкости C вещества с массой м равна C = Q / (м ⨉ ΔT) . Где Q — добавленная энергия, а ΔT — изменение температуры. Удельная теплоемкость во время различных процессов, таких как постоянный объем Cv и постоянное давление Cp , связаны друг с другом отношением удельной теплоемкости ɣ = Cp / Cv или газовой постоянной R = ЦП - ЦВ .

В каких единицах указывается удельная теплоемкость?

Удельная теплоемкость измеряется в Дж / кг K или Дж / кг C , поскольку это тепло или энергия, необходимая во время процесса постоянного объема для изменения температуры вещества с единичной массой на 1 ° C или 1 ° K. .

Какое значение удельной теплоемкости воды?

Удельная теплоемкость воды составляет 4179 Дж / кг K , количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 градус Кельвина.

В каких единицах измерения удельная теплоемкость выражена в британской системе мер?

Удельная теплоемкость измеряется в БТЕ / фунт ° F в британских единицах и в Дж / кг K в единицах СИ.

Какое значение удельной теплоемкости меди?

Удельная теплоемкость меди 385 Дж / кг K . Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 100 г меди на 5 ° C, то есть Q = m x Cp x ΔT = 0,1 * 385 * 5 = 192,5 Дж.

Какова удельная теплоемкость алюминия?

Удельная теплоемкость алюминия 897 Дж / кг K .Это значение почти в 2,3 раза больше теплоемкости меди. Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 500 г алюминия на 5 ° C, то есть Q = m x Cp x ΔT = 0,5 * 897 * 5 = 2242,5 Дж.

Механизм термического слияния серебряных нанопроволок

Серебряные нанопроволоки были синтезированы с диаметром около 30–80 нм и длиной менее 20 мкм (рис. 1а). Наночастицы, полученные в процессе синтеза, прикреплялись к поверхности серебряных нанопроволок. Большинство серебряных нанопроволок были довольно прямыми, но более длинные были изогнуты под разными углами, а некоторые из них имели шейковидные формы.Некоторые параллельные нити серебряных нанопроволок были выбраны для наблюдения из серебряных нанопроволок, висящих на отверстии нагревательного держателя (рис. 1а). ПЭМ-анализ проводился при комнатной температуре (RT), особенно в области между нитями серебряных нанопроволок (рис. 1a). Было очевидное свидетельство сгруппированных серебряных нанопроволок, где можно было наблюдать несколько четких линий между серебряными нанопроволочками и большую пустоту в области между нитями серебряных нанопроволок. Расположение атомов в кристаллической структуре можно было определить по ПЭМ-изображениям при большом увеличении (рис.1а).

Рис. 1

ПЭМ-изображения параллельных нитей серебряных нанопроволок. ( a ) Типичные ПЭМ-изображения параллельных нитей серебряных нанопроволок от малого увеличения до большого. Вставка: СЭМ-изображение параллельных нитей серебряных нанопроволок. Наночастицы серебра прикреплены к серебряным нанопроволокам. Наблюдаются четкие границы между нанопроводами и большая пустота между нитями нанопроволок. Изображение ПЭМ при большом увеличении показывает расположение атомов в кристаллической структуре.( b ) In-situ контролировал ПЭМ-изображения серебряных нанопроволок при различных температурах от комнатной температуры до 575 ° C. Отсутствие существенного изменения морфологии серебряных нанопроволок при 100 ° C. Наночастицы на серебряных нанопроводах плавились и усаживались при температуре от 200 ° C до 300 ° C. Размер сплавленных частиц был значительно уменьшен с 350 ° C до 500 ° C. Пустота в центре была заблокирована при 550 ° C. Наплавленная серебряная нанопроволока была полностью разорвана при 575 ° C.

Для анализа влияния температуры на серебряные нанопроволоки внутри ТЕМ 29,30,31,32 был установлен тепловой электронный чип без поддерживающей мембраны (E-AHBN, Protochips, США).Максимальная температура 1200 ° C может быть достигнута при контроле скорости повышения температуры. На рисунке 1b показаны изображения in-situ TEM изменения морфологии серебряных нанопроволок и наночастиц при повышении температуры от RT. При нагревании до 100 ° C не наблюдалось значительного изменения формы серебряных нанопроволок относительно RT. Это указывает на то, что серебряные нанопроволоки обладают достаточной термической стабильностью при 100 ° C, что ниже температуры нагрева 160–180 ° C, применяемой в процессе синтеза 11 .Физическая модификация наночастиц начинается при относительно низкой температуре. При повышении температуры до 200 ° C наночастицы, которые были неравномерно прикреплены к поверхности серебряных нанопроволок, начали плавиться, образуя слегка гладкую форму 33,34,35,36 . Объем сплавленных частиц уменьшился примерно на 300 ° C, и частицы на поверхности в конечном итоге исчезли. Было сделано предположение, что наночастицы были поглощены серебряными нанопроводами. Другими словами, атомы серебра в наночастицах с относительно небольшим размером диффундируют в высокотемпературной среде и перемещаются внутри серебряных нанопроволок, к которым они были прикреплены к 37,38,39,40 .Наночастицы сливались в процессе повышения температуры с 350 ° C до 500 ° C, и размер агломерированных частиц быстро уменьшался, делая их примерно в десять раз меньше по сравнению с исходным размером до нагрева. С другой стороны, также предполагается, что атомы наночастиц медленно испарялись в окружающую среду. Считалось, что это связано с поверхностной диффузией и / или испарением атомов серебра 37,38,39,40 . Было обнаружено, что разрешение границы, о чем свидетельствуют сильные контрасты оттенков серебряных нанопроволок на ПЭМ-изображениях, уменьшилось, а пустота (образовавшаяся в области между нитями серебряных нанопроволок) стала меньше.При 550 ° C пустота в центре была полностью заблокирована, объединяя серебряные нанопроволоки в одну и стирая границы между ними. Более того, было видно, что поверхность серебряных нанопроволок изменилась. Поврежденные части, напоминающие протравленную поверхность, были обнаружены как на левой, так и на правой частях от области между серебряными нанопроволочками. При повышении температуры до 575 ° C небольшая поврежденная часть начала претерпевать резкие изменения формы и полностью сломалась за десятки секунд. Как процессы слияния изначально независимых наночастиц и нанопроволок, так и повреждения из-за повышения температуры можно было визуализировать в реальном времени.Было высказано предположение, что атомы серебра перемещаются в определенном направлении из-за повышения температуры из-за исчезновения наночастиц, закупорки пустот и конфигурационных изменений объема серебряных нанопроволок. Этот процесс был аналогичен явлению разрушения серебряной нанопроволоки во время испытания на растяжение, в котором высокоскоростная диффузия атомов была предложена в качестве основного механизма быстрого изменения формы серебряной нанопроволоки 41 .

Для детального анализа изменения конфигурации серебряных нанопроволок и серебряных наночастиц с повышением температуры были получены ПЭМ-изображения при большом увеличении, как показано на рис.2. Процесс сплавления, в котором серебряные нанопроволоки объединяются в одну при повышении температуры от 150 ° C до 400 ° C, может быть подтвержден с помощью изображений ПЭМ при большом увеличении (рис. 2а). Кроме того, миграция атомов серебра может быть продемонстрирована путем наблюдения за процессом, который заполняет пустоты между серебряными нанопроводами при температурах от 450 ° C до 550 ° C (рис. 2b). Более того, было ясно видно, что атомы серебра перемещаются при повышении температуры, поскольку экструдированные атомы, которые начали появляться на сторонах серебряных нанопроволок при 350 ° C, выступали примерно на 15–20 нм при 550 ° C (рис.2в). Из изображений ПЭМ при большом увеличении также было замечено, что при 550 ° C выступающие атомы располагались в однородном направлении. Было обнаружено, что боковые части объединенной серебряной нанопроволоки, где выступали атомы, были вдавлены внутрь серебряной нанопроволоки. Кроме того, было обнаружено, что конец расположения выдавленных атомов на другой стороне (то есть первых выступающих атомов) довольно размыт без какой-либо конкретной атомной структуры. После разрыва серебряных нанопроволок нагреванием при 575 ° C изображения ПЭМ показали, что атомы серебра исчезли из-за испарения 42,43 .

Рис. 2

ПЭМ-изображения при большом увеличении конфигурационных изменений серебряных нанопроволок при различных температурах. ( a ) Границы между нанопроводами, которые постепенно исчезают от 150 ° C до 400 ° C. ( b ) Пустота между нанопроводами, которая постепенно заполнялась от 450 ° C до 550 ° C. ( c ) Атомы серебра постепенно вытеснялись в направлении окружности серебряной нанопроволоки от 350 ° C до 550 ° C.

При повышении температуры серебряные нанопроволоки сливались в единое целое, а толщина объединенных серебряных нанопроволок уменьшалась с повышением температуры (рис.2). Как объяснялось выше, это было результатом миграции атомов путем диффузии и испарения. В частности, диффузия в твердом состоянии считается основным механизмом миграции атомов. Уровень миграции атомов возрастал с повышением температуры, которое инициировалось вокруг центральных областей нанопроволоки, где существовали дефекты. Аналогичным образом, ранее было сообщено о нескольких открытиях, объясняющих механизм миграции атомов в нанопроволоках 44,45,46,47,48 .Предыдущие исследования показали, что миграция атомов была вызвана диффузией атомов с высокой кинетической энергией из-за повышения температуры 44 . Другими словами, эффект Киркендалла, возникающий из-за разной скорости диффузии металлических атомов, был основным механизмом для перемещения пограничного слоя между двумя металлами 45,46,47 . Другое исследование показало, что помимо диффузии, миграция атомов стала проще, потому что серебряные нанопроволоки начали плавиться выше определенной температуры 48 .Эта миграция между атомами естественным образом образовывала пустоты, которые ускоряли движение атомов и в конечном итоге способствовали серьезному повреждению структуры серебряных нанопроволок. Предыдущие исследования показали аналогичные результаты, но они были проведены на инкапсулированных формах с другими элементами, такими как углерод, оболочка TiO 2 и Ag 2 Se на внешней стороне серебряных нанопроволок. Более того, для наблюдения миграции атомов использовалась только одна серебряная нанопроволока. Однако в этом исследовании впервые была визуализирована миграция и слияние атомов (вызванное повышением температуры) между серебряными нанопроволочками, расположенными параллельно. После того, как серебряные нанопроволоки были сплавлены, весь процесс от миграции атомов путем диффузии до разрушения дефектами отслеживался в режиме реального времени и исследовался основной механизм изменения. Механизм миграции и слияния атомов резюмирован на рис. 3. Во-первых, перекрывающиеся нити серебряных нанопроволок показали хорошую стабильность без каких-либо значительных изменений ниже 200 ° C. Однако при 300–400 ° C оксидные слои, окружающие каждую из серебряных нанопроволок, начали плавиться (известно, что температура плавления Ag 2 O ниже 300 ° C), и инициировался атомный обмен между серебряными нанопроволоками 49 .Затем при температуре около 500–550 ° C все нити серебряных нанопроволок были сплавлены и стали одним целым. Во время этого процесса происходила атомная экструзия, которая заставляла атомы перемещаться к внешней стороне серебряных нанопроволок в определенном направлении, что в конечном итоге приводило к разрушению серебряных нанопроволок из-за дефектов. Для описания разрушения серебряных нанопроволок при нагревании в предыдущих исследованиях сообщалось о рэлеевской нестабильности таких материалов, как медь, золото и олово 18,19,20,21 . Длины серебряных нанопроволок были намного больше диаметра в окружном направлении, и атомы были нестабильны с точки зрения энергии, несмотря на их регулярное расположение.Изменение серебряных нанопроволок инициировалось при более низкой температуре, чем объемные материалы, и связи между серебряными нанопроволоками начали разрушаться. Это происходило из областей, которые имели высокую миграцию атомов путем диффузии при повышенной температуре из-за капиллярного действия и поверхностного натяжения расплавленных атомов.

Рис. 3

Схематическое изображение механизмов атомной миграции и слияния серебряных нанопроволок. Без значительных изменений до 200 ° C. Плавление слоев оксида серебра при 300–400 ° С.Сплавление всех нитей нанопроволок при 500–550 ° C. Разрушение наплавленной серебряной нанопроволоки из-за экструзии атомов серебра при 575 ° C.

Ключевым механизмом миграции атомов между серебряными нанопроводами была диффузия, вызывающая прямой обмен атомами 37,38,39,40,44,45,46,47 . Другими словами, при повышении температуры атомы переключались с другими атомами в соседних узлах решетки. Это предполагает, что, поскольку каждый атом перемещает другой в другом направлении через границу раздела, потоки атомов от границы раздела между несколькими нитями серебряных нанопроволок могут быть одинаковыми.Далее, диффузию, вызванную вакансиями решетки, можно рассматривать как 45,46 . Атом переместился в пустой узел решетки за счет обмена пространством между атомом и вакансией. В случае большой диффузии внутри одной серебряной нанопроволоки атомы текли в одном направлении, а вакансии — в другом. Даже несмотря на то, что атомы вытеснялись наружу из серебряных нанопроволок, а другие атомы заполняли первоначально занимаемое пространство, диаметр серебряной нанопроволоки в целом оставался тонким.Более того, когда огромный поток атомов вызван дислокациями и дефектами атомов серебра, возникающими в процессе сплавления серебряных нанопроволок и наночастиц, серебряные нанопроволоки испытывают высокий уровень напряжения, что приводит к общему разрушению. Этот излом при высокой температуре был подобен форме изломанных материалов при испытании на механическое растяжение. То есть форма серебряных нанопроволок, созданных дефектами на поверхности серебряных нанопроволок из-за выдавленных атомов, была подобна форме гауссова образца (образца собачьей кости), использованного для испытания на растяжение.Вся серебряная нанопроволока с большей вероятностью будет испытывать растягивающее напряжение, но не из-за механического напряжения, а из-за множества явлений, таких как взаимодействие между атомами внутри серебряных нанопроволок, диффузия, экструзия, испарение и плавление из-за повышенной температуры.

Взаимосвязь физической морфологии и электрических свойств серебряных нанопроволок в зависимости от изменения температуры была проанализирована, как показано на рис. 4. Был приготовлен образец, покрытый серебряными нанопроволоками на стеклянной подложке (25 мм × 70 мм).Образец помещали на горячую плиту и нагревали с интервалами 50 ° C от 100 ° C до 450 ° C в атмосферных условиях. Морфологические изменения серебряных нанопроволок при каждой температуре наблюдали с помощью трехмерного лазерного сканирующего конфокального микроскопа (3D-LSCM). От комнатной температуры до 250 ° C было подтверждено, что серебряные нанопроволоки сохраняли свою первоначальную форму без каких-либо значительных изменений. При 300 ° C серебряные нанопроволоки начинали расщепляться. Длина сколотых серебряных нанопроволок начала сокращаться при 350 ° C и значительно сократилась при 400 ° C.В конце концов, серебряные нанопроволоки полностью исчезли после нагрева до 450 ° C. В отличие от результатов экспериментов in-situ TEM в вакууме, серебряные нанопроволоки были разрушены при относительно низких температурах в экспериментах ex-situ , проведенных в атмосфере. Было высказано предположение, что при повышении температуры в обычной атмосферной среде процесс разрушения серебряных нанопроволок ускоряется из-за окисления. Поскольку расположение (перекресток vs.параллельно) серебряных нанопроволок также отличался, считалось, что температурный диапазон, вызывающий морфологические изменения, был другим. Кроме того, если материал нанопроволоки отличается, диапазон температур также будет другим. В частности, в зависимости от скорости нагрева и пути нагрева диапазон температур, который вызывает морфологические изменения серебряных нанопроволок, будет варьироваться. Чтобы четко понять механизм изменения морфологии и электрических свойств серебряных нанопроволок в зависимости от температуры, необходимо дополнительно проанализировать изменения характеристик серебряных нанопроволок в зависимости от различных скоростей нагрева и путей нагрева.

Рисунок 4

Изменение физических и электрических свойств серебряных нанопроволок, рассеянных на большой площади, в зависимости от температуры. ( a ) Ex-situ контролировал изображения серебряных нанопроволок с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа при различных температурах от комнатной температуры до 450 ° C. Отсутствие существенного изменения морфологии серебряных нанопроволок до 250 ° C. Серебряные нанопроволоки разделяли при температуре от 250 ° C до 300 ° C. Длина сколотых серебряных нанопроволок значительно сократилась после 350 ° C.Серебряные нанопроволоки полностью исчезли при 450 ° C. ( b ) Изменение листового сопротивления серебряных нанопроволок при различных температурах. Листовое сопротивление серебряных нанопроволок немного снизилось до 250 ° C, а затем значительно увеличилось при 300 ° C. При температурах выше 350 ° C электропроводность серебряных нанопроволок полностью терялась. ( c, d ) Сканирующие изображения (вверху) и двухмерные профильные графики (внизу) двух скрещенных серебряных нанопроволок ( c, ) до нагрева и ( d ) после нагрева.

Электрические свойства серебряных нанопроволок, покрытых большой площадью, также оценивались путем наблюдения изменений формы в зависимости от температуры. На рис. 4б показано изменение поверхностного сопротивления покрытия серебряной нанопроволоки с увеличением температуры. Сопротивление листа (менее 100 Ом) немного снизилось от КТ до 250 ° C. Ранее было подтверждено, что на этой стадии изменения температуры не произошло значительного изменения физической морфологии серебряных нанопроволок. Ожидалось, что небольшое снижение сопротивления листа будет связано с тем, что примеси между серебряными нанопроволочками исчезли, и серебряные нанопровода были сплавлены друг с другом для небольшого улучшения электропроводности.Однако при 300 ° C, когда серебряные нанопроволоки начали расщепляться, сопротивление листа (около 1,7 кОм) сильно увеличилось, что привело к значительной потере проводимости. Поскольку серебряные нанопровода были серьезно повреждены от 350 ° C, сопротивление листа значительно увеличилось, а электропроводность была полностью потеряна. По этим результатам можно оценить степень снижения эффективности электродов и ограничение термической стойкости серебряных нанопроволок в высокотемпературной среде.

На рис. 4c, d показаны изображения сканирования и двухмерные профильные графики двух скрещенных серебряных нанопроволок, измеренные с помощью атомно-силового микроскопа высокого разрешения (HR-AFM) при комнатной температуре до нагрева (рис. 4c) и при высокой температуре после нагрева (рис. 4г). In-situ Измерение AFM использовалось для сканирования одних и тех же точек на одном и том же образце при повышении температуры, чтобы можно было оценить морфологическое изменение серебряных нанопроволок в зависимости от температуры. Из изображений сканирования было подтверждено, что серебряные нанопроволоки были повреждены и потеряны после нагрева.2d профильные графики показывают, что толщина серебряных нанопроволок значительно уменьшилась после нагрева.

В заключение, общие физические изменения серебряных нанопроволок в параллельном расположении и миграция атомов в зависимости от температуры были визуализированы в реальном времени с помощью экспериментального метода in-situ TEM. Физическая морфология нанопроволок быстро менялась с повышением температуры из-за диффузии и экструзии атомов и слияния друг с другом. При температуре около 550 ° C серебряные нанопроволоки были объединены плавлением, но при критической температуре 575 ° C объединенная серебряная нанопроволока была повреждена.Таким образом, в этом исследовании слияние серебряных нанопроволок в параллельном расположении и изменения конфигурации атомов во время процесса нагрева визуализировались и отслеживались в режиме реального времени, демонстрируя основной механизм процесса, такой как миграция и разрушение атомов. Кроме того, изменение физической морфологии и электрических свойств серебряных нанопроволок в зависимости от температуры контролировалось экспериментальным методом ex-situ 3D-LSCM. Сопротивление слоев серебряных нанопроволок, которые начали раскалываться при 300 ° C, значительно увеличилось. При 350 ° C электрическая проводимость серебряных нанопроволок полностью терялась, а форма нанопроволоки полностью исчезала при 450 ° C. Кроме того, изменение физической морфологии двух скрещенных серебряных нанопроволок при комнатной температуре и при высокой температуре было визуализировано в реальном времени с помощью экспериментального метода in-situ AFM. Серебряные нанопроволоки стали тоньше, так как нанопроволоки были повреждены теплом. Ожидается, что результаты, полученные при анализе изменений морфологии и листового сопротивления серебряных нанопроволок с повышением температуры, будут полезны при использовании серебряных нанопроволок в качестве прозрачных электродов.

Термодинамика — AP Chemistry

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее то информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту. Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как как ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Серебро — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее стихии: серебро

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Здравствуйте! Добро пожаловать в Химию в ее стихии. На этой неделе мы демистифицируем элемент, скрывающийся за фотографией, и скрестим вашу когнитивную ладонь с серебром, вот Виктория Гилл.

Victoria Gill

Его блеск был желанным с древних времен. Это не просто редкое или драгоценное золото, как его более дорогой родственник, золото, но еще с 3000 г. до н.э. есть свидетельства того, что люди добывали серебро из природных месторождений сульфида серебра в горных породах для изготовления монет и ювелирных украшений.Эти монеты фактически составляют основу экономики некоторых древних средиземноморских цивилизаций. Это мягкий и податливый металл с относительно низкой температурой плавления, а это означает, что его можно ковать и придавать ему форму, поэтому тот же металл, который использовался для зарабатывания денег, который постепенно устарел, также можно было преобразовать в вазы, тарелки, столовые приборы и кубки. ; посуда, которая веками создавала отображение домашнего богатства. Но поддерживать блестящую коллекцию столового серебра непросто.Металл вступает в реакцию с серой в воздухе, быстро образуя тусклый темный налет из сульфида серебра, который необходимо отполировать. Так что это элемент, требующий особого ухода еще одна причина, по которой золото всегда уступало ему место. Но те же химические свойства, которые запятнали его изображение, позволили ему оставить еще один след в истории, позволив записать саму историю на фотографии.

В 1727 году немецкий физик Иоганн Генрих Шульце обнаружил, что паста из мела и соли нитрата серебра почернела от света.Он использовал трафареты для создания черных изображений с помощью пасты. Эта реакция, зародыш фотографии, произошла благодаря тому факту, что соли серебра чувствительны к свету. Фотон света, попадающий на отрицательный нитрат-анион, освобождает электрон, который в конечном итоге объединяется с положительными ионами серебра, образуя нейтральный металл серебра, затемняя поверхность материала. Когда в 1840 году Генри Талбот обнаружил дополнительный химический поворот, так называемое скрытое изображение серебра, которое было кратковременно экспонировано на слое йодида серебра, которое можно было выявить с помощью галловой кислоты, эффект был воспринят как магический, дьявольское искусство.Но это мистическое развитие невидимой картины было простой реакцией редукции; галловая кислота помогает восстанавливать фотосенсибилизированные ионы серебра до металлического серебра. Голливуд никогда не мог бы существовать без химической реакции, которая дала целлулоидному фильму способность захватывать звезды и переносить их на киноэкраны, получившие название «серебряный экран».

Цифровая фотография, возможно, теперь затмила серебряное изображение, но способность металла к проводимости дала ему важную роль в цифровую эпоху.Серебро используется на печатных платах и ​​в батареях, где необходима скорость проводимости, которую, например, не может обеспечить медь. Возрождаются даже самые устаревшие его свойства. По мере того, как новые антибиотики истощаются, некоторые исследователи возвращаются к серебру в качестве покрытия, которое защищает от насекомых. Металлическое серебро токсично для вредных бактерий, но не для нас, и в нашем организме его даже крошечное количество, но это еще не раскрытие секрета того, почему оно там есть. На первый взгляд, для меня это всегда было более тонким и красивым аналогом золота.

Крис Смит

Виктория Гилл раскрывает секреты элемента, который дал нам серебряный экран. В следующий раз, когда речь идет о химии в ее элементе, Джон Эмсли вводит химическое вещество, которое в основном не пользуется популярностью, возможно, по уважительной причине.

Джон Эмсли

Этот вызывающий проблемы элемент атаковал озоновый слой, и одно его присутствие привело к осушению целых резервуаров.

Крис Смит

И вы можете услышать, как Джон Эмсли рассказывает историю коричневого элемента, брома, в химии в его элементе на следующей неделе. Я Крис Смит, спасибо за внимание. Увидимся в следующий раз.

(промо)

(конец промо)

Серебро — Ag — Химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Чистое серебро почти белое, блестящее, мягкое, очень пластичное, податливое, оно отлично проводит тепло и электричество. Это не химически активный металл, но он подвержен действию азотной кислоты (образуя нитрат) и горячей концентрированной серной кислоты.У него самая высокая электропроводность из всех металлов, но его более высокая стоимость не позволяет широко использовать его в электрических целях.

Серебро почти всегда является одновалентным в своих соединениях, но известны оксид, фторид и сульфид двухвалентного серебра. Он не окисляется на воздухе, но реагирует с присутствующим в воздухе сероводородом, образуя сульфид серебра (потускнение). Вот почему серебряные предметы нуждаются в регулярной чистке. Серебро устойчиво в воде.

Приложения

В основном серебро используется как драгоценный металл, а его галогенидные соли, особенно нитрат серебра, также широко используются в фотографии.Основными рынками сбыта являются фотография, электротехническая и электронная промышленность, а также предметы домашнего обихода, такие как столовые приборы, украшения и зеркала.
Серебро использовалось как для цветных, так и для черно-белых изображений с первых дней фотографии: бромид серебра и йодид серебра чувствительны к свету. Когда свет попадает на пленку, покрытую одним из этих соединений, часть ионов серебра превращается в металл в крошечных ядрах, и пленка проявляется восстановителем, который вызывает осаждение большего количества серебра на этих ядрах.Когда негатив имеет желаемую интенсивность, неповрежденный бромид или йодид серебра удаляется путем растворения в фиксирующем агенте, оставляя изображение позади.
Серебро также используется в электротехнической промышленности: печатные схемы изготавливаются с использованием серебряных красок, а компьютерные клавиатуры используют серебряные электрические контакты. Каталитические свойства
серебра делают его идеальным для использования в качестве катализатора в реакциях окисления. Другие применения — в стоматологии и в цинковых батареях большой емкости с длительным сроком службы.

Серебро в окружающей среде

Уровни серебра в почве обычно невысоки, за исключением богатых минералами районов, где они иногда могут достигать 44 ppm.Растения могут поглощать серебро, и измеренные уровни находятся в диапазоне 0,03-0,5 частей на миллион.

Металлическое серебро встречается в природе в виде кристаллов, но в более общем случае представляет собой компактную массу; есть небольшие месторождения в Норвегии, Германии и Мексике. Основные серебряные руды — акантит, добываемый в Мексике, Боливии и Гондурасе, и стефанит, добываемый в Канаде. Однако серебро в основном получают как побочный продукт при рафинировании других металлов.
Мировое производство недавно добытого серебра составляет около 17 000 тонн в год, из которых только около четверти приходится на серебряные рудники.Остальное — побочный продукт рафинирования других металлов.


Влияние серебра на здоровье

Растворимые соли серебра, особенно AgNO 3 , смертельны в концентрациях до 2 г (0,070 унции). Соединения серебра могут медленно всасываться тканями тела, что приводит к синеватой или черноватой пигментации кожи (аргирия).

Попадание в глаза: может вызвать серьезное повреждение роговицы, если жидкость попадет в глаза. Контакт с кожей: может вызвать раздражение кожи.Повторный и продолжительный контакт с кожей может вызвать аллергический дерматит. Опасность при вдыхании: воздействие паров высокой концентрации может вызвать головокружение, затрудненное дыхание, головные боли или раздражение дыхательных путей. Чрезвычайно высокие концентрации могут вызвать сонливость, шатание, замешательство, потерю сознания, кому или смерть.

Жидкость или пар могут вызывать раздражение кожи, глаз, горла или легких. Преднамеренное неправильное использование путем намеренного концентрирования и вдыхания содержимого этого продукта может быть опасным или смертельным.

Опасности при проглатывании: умеренно токсичен. Может вызывать дискомфорт в желудке, тошноту, рвоту, диарею и наркоз. Попадание материала в легкие при проглатывании или рвоте может вызвать химический пневмонит, который может быть смертельным.

Орган-мишень: было обнаружено, что хроническое чрезмерное воздействие компонента или компонентов этого материала вызывает следующие эффекты у лабораторных животных:

— Повреждение почек
— Повреждение глаз
— Повреждение легких
— Повреждение печени
— Анемия
— Мозг damage

Было высказано предположение, что хроническое чрезмерное воздействие компонента или компонентов в этом продукте является причиной следующих эффектов у людей:

— Сердечные аномалии
— Согласно сообщениям, повторяющееся и продолжительное чрезмерное воздействие растворителей с необратимым повреждением мозга и нервной системы.
— Повторное вдыхание или контакт с кожей метилэтилкетона может увеличить активность нейротоксинов, таких как гексан, если воздействие происходит одновременно.

Для информации по:

— Уровни окружающей среды
— Воздействие организмов в лаборатории и поле
— Водная среда: Токсичность соединений серебра для водных видов
— Земная среда
— Оценка воздействия

См. Следующую внешнюю ссылку:

http: //www.inchem.org / documents / cicads / cicads / cicad44.htm # 6.0

Найдите наше новое серебро в воде page

Вернуться к периодической таблице элементов

11.2 Тепло, удельная теплоемкость и теплопередача — физика

Теплопередача, удельная теплоемкость и теплоемкость

В предыдущем разделе мы узнали, что температура пропорциональна средней кинетической энергии атомов и молекул в веществе, и что средняя внутренняя кинетическая энергия вещества тем выше, чем выше температура вещества.

Если два объекта с разной температурой соприкасаются друг с другом, энергия передается от более горячего объекта (то есть объекта с более высокой температурой) к более холодному (с более низкой температурой) объекту, пока оба объекта не будут иметь одинаковую температуру. . При равенстве температур нетто-передачи тепла, поскольку количество тепла, передаваемого от одного объекта к другому, равно количеству возвращенного тепла. Одним из основных эффектов теплопередачи является изменение температуры: нагревание увеличивает температуру, а охлаждение снижает ее.Эксперименты показывают, что тепло, передаваемое веществу или от него, зависит от трех факторов: изменения температуры вещества, массы вещества и определенных физических свойств, связанных с фазой вещества.

Уравнение теплопередачи Q равно

Q = mcΔT, Q = mcΔT,

11,7

, где м — масса вещества, а Δ T — изменение его температуры в единицах Цельсия или Кельвина. Символ c обозначает удельную теплоемкость и зависит от материала и фазы.Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для изменения температуры 1,00 кг массы на 1,00 ºC. Удельная теплоемкость c — это свойство вещества; его единица СИ — Дж / (кг К) или Дж / (кг ° C ° C). Изменение температуры (ΔTΔT) одинаково в кельвинах и градусах Цельсия (но не в градусах Фаренгейта). Удельная теплоемкость тесно связана с понятием теплоемкости. Теплоемкость — это количество тепла, необходимое для изменения температуры вещества на 1,00 ° C ° C.В форме уравнения теплоемкость C равна C = mcC = mc, где m — масса, а c — удельная теплоемкость. Обратите внимание, что теплоемкость такая же, как и удельная теплоемкость, но без какой-либо зависимости от массы. Следовательно, два объекта, состоящие из одного и того же материала, но с разной массой, будут иметь разную теплоемкость. Это связано с тем, что теплоемкость — это свойство объекта, а удельная теплоемкость — это свойство любого объекта , изготовленного из того же материала.

Значения удельной теплоемкости необходимо искать в таблицах, потому что нет простого способа их вычислить.В таблице 11.2 приведены значения удельной теплоемкости для некоторых веществ в качестве справочной информации. Из этой таблицы видно, что удельная теплоемкость воды в пять раз больше, чем у стекла, а это означает, что для повышения температуры 1 кг воды требуется в пять раз больше тепла, чем для повышения температуры 1 кг стекла тем же способом. количество градусов.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[BL] [OL] [AL] Объясните, что эта формула работает, только если фаза вещества не меняется.Передача тепловой энергии, тепла и фазовый переход будут рассмотрены позже в этой главе.

Предупреждение о заблуждении

Единицы измерения удельной теплоемкости — Дж / (кг ° C⋅ ° C) и Дж / (кг K). Однако градусы Цельсия и Кельвина не всегда взаимозаменяемы. В формуле для удельной теплоемкости используется разница в температуре, а не абсолютная температура. Это причина того, что градусы Цельсия могут использоваться вместо Кельвина.

Вещества Удельная теплоемкость ( c )
Твердые вещества Дж / (кг ⋅ ° C⋅ ° C)
Алюминий 900
Асбест 800
Бетон, гранит (средний) 840
Медь 387
Стекло 840
Золото 129
Тело человека (среднее) 3500
Лед (средний) 2090
Чугун, сталь 452
Свинец 128
Серебро 235
Дерево 1700
Жидкости
Бензол 1740
Этанол 2450
Глицерин 2410
Меркурий 139
Вода 4186
Газы (при постоянном давлении 1 атм)
Воздух (сухой) 1015
Аммиак 2190
Двуокись углерода 833
Азот 1040
Кислород 913
Пар 2020

Таблица 11. 2 Удельная теплоемкость различных веществ.

Snap Lab

Изменение температуры земли и воды

Что нагревается быстрее, земля или вода? Вы ответите на этот вопрос, проведя измерения для изучения различий в удельной теплоемкости.

  • Открытое пламя. Соберите все распущенные волосы и одежду, прежде чем зажечь открытое пламя. Следуйте всем инструкциям своего учителя о том, как зажечь пламя. Никогда не оставляйте открытое пламя без присмотра. Знайте расположение противопожарного оборудования в лаборатории.
  • Песок или грунт
  • Вода
  • Духовка или тепловая лампа
  • Две маленькие баночки
  • Два термометра

Инструкции

Процедура

  1. Поместите равные массы сухого песка (или почвы) и воды одинаковой температуры в две небольшие банки. (Средняя плотность почвы или песка примерно в 1,6 раза больше плотности воды, поэтому вы можете получить равные массы, используя на 50 процентов больше воды по объему.)
  2. Нагрейте оба вещества (с помощью духовки или нагревательной лампы) в течение одинакового времени.
  3. Запишите конечные температуры двух масс.
  4. Теперь доведите обе банки до одинаковой температуры, нагревая в течение более длительного периода времени.
  5. Снимите банки с источника тепла и измеряйте их температуру каждые 5 минут в течение примерно 30 минут.

Проверка захвата

Потребовалось больше времени, чтобы нагреть воду или песок / почву до той же температуры? Какой образец остыл дольше? Что этот эксперимент говорит нам о том, как удельная теплоемкость воды по сравнению с удельной теплотой земли?

  1. Песок / почва нагревается и остывает дольше.Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость земли больше, чем у воды.
  2. Песок / почва нагревается и остывает дольше. Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость воды больше, чем у земли.
  3. Вода нагревается и остывает дольше. Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость земли больше, чем у воды.
  4. Вода нагревается и остывает дольше. Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость воды больше, чем у земли.

Проводимость, конвекция и излучение

Всякий раз, когда есть разница температур, происходит передача тепла. Передача тепла может происходить быстро, например, через сковороду, или медленно, например, через стенки изолированного холодильника.

Существует три различных метода теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Иногда все три могут происходить одновременно. См. Рисунок 11.3.

Рис. 11.3 В камине передача тепла происходит всеми тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.Излучение отвечает за большую часть тепла, передаваемого в комнату. Передача тепла также происходит через теплопроводность в комнату, но гораздо медленнее. Теплообмен за счет конвекции также происходит через холодный воздух, поступающий в комнату вокруг окон, и горячий воздух, покидающий комнату, поднимаясь вверх по дымоходу.

Проводимость — это передача тепла при прямом физическом контакте. Тепло, передаваемое между электрической горелкой плиты и дном сковороды, передается за счет теплопроводности. Иногда мы пытаемся контролировать теплопроводность, чтобы чувствовать себя более комфортно.Поскольку скорость теплопередачи у разных материалов разная, мы выбираем такие ткани, как толстый шерстяной свитер, которые зимой замедляют отвод тепла от нашего тела.

Когда вы идете босиком по ковру в гостиной, ваши ноги чувствуют себя относительно комфортно… пока вы не ступите на кафельный пол кухни. Поскольку ковер и кафельный пол имеют одинаковую температуру, почему один из них холоднее другого? Это объясняется разной скоростью теплопередачи: материал плитки отводит тепло от вашей кожи с большей скоростью, чем ковровое покрытие, что делает его более холодным.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] [AL] Спросите учащихся, какая сейчас температура в классе. Спросите их, все ли предметы в комнате имеют одинаковую температуру. Как только это будет установлено, попросите их положить руку на стол или на металлический предмет. Стало холоднее? Почему? Если их стол изготовлен из ламината Formica, тогда он будет чувствовать себя прохладным для их рук, потому что ламинат является хорошим проводником тепла и отбирает тепло из рук, создавая ощущение «холода» из-за тепла, покидающего тело.

Некоторые материалы просто проводят тепловую энергию быстрее, чем другие. В целом металлы (например, медь, алюминий, золото и серебро) являются хорошими проводниками тепла, тогда как такие материалы, как дерево, пластик и резина, плохо проводят тепло.

На рис. 11.4 показаны частицы (атомы или молекулы) в двух телах при разных температурах. (Средняя) кинетическая энергия частицы в горячем теле выше, чем в более холодном теле. Если две частицы сталкиваются, энергия передается от частицы с большей кинетической энергией к частице с меньшей кинетической энергией.Когда два тела находятся в контакте, происходит много столкновений частиц, что приводит к чистому потоку тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Тепловой поток зависит от разности температур ΔT = Thot-TcoldΔT = Thot-Tcold. Таким образом, вы получите более сильный ожог от кипятка, чем от горячей воды из-под крана.

Рис. 11.4. Частицы в двух телах при разных температурах имеют разные средние кинетические энергии. Столкновения, происходящие на контактной поверхности, имеют тенденцию передавать энергию из областей с высокой температурой в области с низкой температурой.На этой иллюстрации частица в области более низких температур (правая сторона) имеет низкую кинетическую энергию перед столкновением, но ее кинетическая энергия увеличивается после столкновения с контактной поверхностью. Напротив, частица в области более высоких температур (слева) имеет большую кинетическую энергию до столкновения, но ее энергия уменьшается после столкновения с контактной поверхностью.

Конвекция — это передача тепла движением жидкости. Такой тип теплопередачи происходит, например, в котле, кипящем на плите, или во время грозы, когда горячий воздух поднимается к основанию облаков.

Советы для успеха

На обиходе термин жидкость обычно означает жидкость. Например, когда вы заболели и врач говорит вам «выпить жидкости», это означает только пить больше напитков, а не вдыхать больше воздуха. Однако в физике жидкость означает жидкость или газ . Жидкости движутся иначе, чем твердые тела, и даже имеют свой собственный раздел физики, известный как гидродинамика , который изучает их движение.

При повышении температуры жидкости они расширяются и становятся менее плотными.Например, на рис. 11.4 может быть изображена стенка воздушного шара с газами внутри воздушного шара с другой температурой, чем снаружи в окружающей среде. Более горячие и, следовательно, быстро движущиеся частицы газа внутри воздушного шара ударяются о поверхность с большей силой, чем более холодный воздух снаружи, заставляя воздушный шар расширяться. Это уменьшение плотности по отношению к окружающей среде создает плавучесть (тенденцию к повышению). Конвекция обусловлена ​​плавучестью — горячий воздух поднимается вверх, потому что он менее плотен, чем окружающий воздух.

Иногда мы контролируем температуру своего дома или самих себя, контролируя движение воздуха. Герметизация дверей герметичным уплотнением защищает от холодного ветра зимой. Дом на рис. 11.5 и горшок с водой на плите на рис. 11.6 являются примерами конвекции и плавучести, созданными человеком. Океанские течения и крупномасштабная атмосферная циркуляция переносят энергию из одной части земного шара в другую и являются примерами естественной конвекции.

Рисунок 11.5 Воздух, нагретый так называемой гравитационной печью, расширяется и поднимается, образуя конвективную петлю, которая передает энергию другим частям комнаты. По мере того, как воздух охлаждается у потолка и внешних стен, он сжимается, в конечном итоге становясь более плотным, чем воздух в помещении, и опускается на пол. Правильно спроектированная система отопления, подобная этой, в которой используется естественная конвекция, может быть достаточно эффективной для равномерного обогрева дома.

Рис. 11.6 Конвекция играет важную роль в теплопередаче внутри этого сосуда с водой.Попав внутрь жидкости, теплопередача к другим частям кастрюли происходит в основном за счет конвекции. Более горячая вода расширяется, уменьшается по плотности и поднимается, передавая тепло другим областям воды, в то время как более холодная вода опускается на дно. Этот процесс повторяется, пока в кастрюле есть вода.

Излучение — это форма передачи тепла, которая происходит при испускании или поглощении электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение включает радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи, все из которых имеют разные длины волн и количество энергии (более короткие длины волн имеют более высокую частоту и большую энергию).

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] Электромагнитные волны также часто называют электромагнитными волнами. Мы по-разному воспринимаем электромагнитные волны разной частоты. Так же, как мы можем видеть одни частоты как видимый свет, мы воспринимаем некоторые другие как тепло.

Вы можете почувствовать теплоотдачу от огня и солнца. Точно так же вы иногда можете сказать, что духовка горячая, не касаясь ее дверцы и не заглядывая внутрь — она ​​может просто согреть вас, когда вы пройдете мимо.Другой пример — тепловое излучение человеческого тела; люди постоянно излучают инфракрасное излучение, которое не видно человеческому глазу, но ощущается как тепло.

Излучение — единственный метод передачи тепла, при котором среда не требуется, а это означает, что тепло не должно вступать в прямой контакт с какими-либо предметами или переноситься ими. Пространство между Землей и Солнцем в основном пусто, без какой-либо возможности теплопередачи за счет конвекции или теплопроводности. Вместо этого тепло передается за счет излучения, и Земля нагревается, поскольку она поглощает электромагнитное излучение, испускаемое Солнцем.

Рис. 11.7 Большая часть тепла от этого пожара передается наблюдателям через инфракрасное излучение. Видимый свет передает относительно небольшую тепловую энергию. Поскольку кожа очень чувствительна к инфракрасному излучению, вы можете почувствовать присутствие огня, даже не глядя на него. (Дэниел X. О’Нил)

Все объекты поглощают и излучают электромагнитное излучение (см. Рисунок 11.7). Скорость передачи тепла излучением в основном зависит от цвета объекта. Черный — наиболее эффективный поглотитель и радиатор, а белый — наименее эффективный.Например, люди, живущие в жарком климате, обычно избегают ношения черной одежды. Точно так же черный асфальт на стоянке будет горячее, чем прилегающие участки травы в летний день, потому что черный поглощает лучше, чем зеленый. Верно и обратное — черный цвет излучает лучше, чем зеленый. Ясной летней ночью черный асфальт будет холоднее, чем зеленый участок травы, потому что черный излучает энергию быстрее, чем зеленый. Напротив, белый цвет — плохой поглотитель и плохой радиатор. Белый объект, как зеркало, отражает почти все излучение.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

Попросите учащихся привести примеры теплопроводности, конвекции и излучения.

Виртуальная физика

Формы и изменения энергии

В этой анимации вы исследуете теплопередачу с различными материалами. Поэкспериментируйте с нагревом и охлаждением железа, кирпича и воды. Для этого перетащите объект на пьедестал и затем удерживайте рычаг в положении «Нагреть» или «Охлаждать». Перетащите термометр рядом с каждым объектом, чтобы измерить его температуру — вы можете в реальном времени наблюдать за тем, как быстро он нагревается или охлаждается.

Теперь попробуем передать тепло между объектами. Нагрейте кирпич и поместите его в прохладную воду. Теперь снова нагрейте кирпич, но затем поместите его поверх утюга. Что ты заметил?

Выбор опции быстрой перемотки вперед позволяет ускорить передачу тепла и сэкономить время.

Проверка захвата

Сравните, насколько быстро различные материалы нагреваются или охлаждаются. Основываясь на этих результатах, какой материал, по вашему мнению, имеет наибольшую удельную теплоемкость? Почему? Какая из них имеет наименьшую удельную теплоемкость? Можете ли вы представить себе реальную ситуацию, в которой вы хотели бы использовать объект с большой удельной теплоемкостью?

  1. Вода занимает больше всего времени, а железу нужно меньше времени, чтобы нагреться и остыть.Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
  2. Вода занимает меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть. Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
  3. Кирпич занимает меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть.Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
  4. Вода занимает меньше всего времени, а кирпичу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть.