Главная › Справочник › Молекулярная физика и теплота › Что такое теплоёмкость и удельная теплоёмкость

Что такое теплоёмкость и удельная теплоёмкость

Молекулярная физика и теплота8 классОГЭЕГЭ

КраткоТеплоёмкость — это количество теплоты, которое нужно сообщить телу, чтобы нагреть его на 1 °C. Удельная теплоёмкость c — та же величина, но отнесённая к единице массы: c = Q / (m · Δt), единица Дж/(кг·°C). У воды она необычно велика — 4200 Дж/(кг·°C), поэтому океаны медленно нагреваются и медленно остывают, смягчая климат.

Теплоёмкость и удельная теплоёмкость

Разные тела нагреваются по-разному при одинаковом количестве теплоты. Чтобы сравнивать вещества, вводят удельную теплоёмкость — количество теплоты для нагрева 1 кг на 1 °C:

c = Q / (m · Δt)

Отсюда формула количества теплоты: Q = c · m · Δt.

Теплоёмкость всего тела (без «удельная»): C = c · m, единица Дж/°C.

Почему у воды такая большая теплоёмкость?

Вода — 4200 Дж/(кг·°C), это один из наибольших показателей среди простых жидкостей. Причина — водородные связи между молекулами H₂O. Значительная часть подводимой теплоты уходит на перестройку этих связей, а не на ускорение молекул. Именно поэтому море летом долго прогревается, а осенью медленно остывает — оно служит «тепловым аккумулятором».

Сравнение теплоёмкостей разных веществ

Вода: 4200 Дж/(кг·°C)
Лёд: 2100 Дж/(кг·°C)
Алюминий: 900 Дж/(кг·°C)
Железо: 460 Дж/(кг·°C)
Медь: 390 Дж/(кг·°C)
Свинец: 130 Дж/(кг·°C)

Металлы нагреваются быстро и так же быстро остывают — маленькая теплоёмкость. Алюминиевая сковорода раскаляется быстрее чугунной, но и теряет тепло быстрее.

Молярная теплоёмкость

В термодинамике и химии удобнее молярная теплоёмкость C_m — теплота на 1 моль вещества при нагреве на 1 К. Для идеального одноатомного газа при постоянном объёме: C_V = (3/2)R ≈ 12,5 Дж/(моль·К). При постоянном давлении C_P = (5/2)R — больше, потому что газ ещё и расширяется, совершая работу.

Пример задачи

Кусок алюминия массой 500 г остыл от 90 °C до 20 °C. Сколько теплоты отдал?

Q = 900 · 0,5 · (90 − 20) = 900 · 0,5 · 70 = 31 500 Дж = 31,5 кДж

Частые вопросы

Что такое удельная теплоёмкость?

Количество теплоты, нужное для нагрева 1 кг вещества на 1 °C; единица — Дж/(кг·°C).

Почему вода медленно нагревается?

У неё аномально большая удельная теплоёмкость — 4200 Дж/(кг·°C) — из-за водородных связей.

Как связаны теплоёмкость и количество теплоты?

Q = c·m·Δt — количество теплоты равно произведению удельной теплоёмкости, массы и изменения температуры.

У каких веществ теплоёмкость больше — у металлов или воды?

У воды — около 4200 Дж/(кг·°C); у металлов значительно меньше (железо — 460, медь — 390).

Ещё в разделе «Молекулярная физика и теплота»

Что такое температура Почему горячая вода замерзает быстрее холодной Почему окна потеют и запотевают Что будет, если смешать кипяток и лёд Можно ли вскипятить воду холодом (понижением давления)Можно ли сжать воздух в жидкость

Все статьи раздела →

Не получается тема по физике?

Разберём именно ваш пробел на индивидуальном занятии. Или начните с бесплатной диагностики уровня.

Записаться на занятие Бесплатная диагностика

Владимир Подлевских — репетитор по физике и математике, выпускник физического факультета МГУ им. Ломоносова. Готовлю к ЕГЭ, ОГЭ, ДВИ МГУ и международным экзаменам (IB, IGCSE, A-Level, AP).