Формула удельной теплоёмкости
Удельная теплоёмкость показывает, сколько джоулей нужно, чтобы нагреть 1 кг вещества на 1 °C. Её находят из основной формулы теплоты:
c = Q / (m · Δt)
Это просто выражение формулы Q = c·m·Δt относительно c.
Расшифровка обозначений
- c — удельная теплоёмкость, Дж/(кг·°C)
- Q — количество теплоты, Дж
- m — масса тела, кг
- Δt — изменение температуры (t₂ − t₁), °C
Числовой пример
Задача: кусок металла массой 200 г нагрели с 25 °C до 125 °C, потратив 18 400 Дж. Определить вещество.
- m = 200 г = 0,2 кг.
- Δt = 125 − 25 = 100 °C.
- c = 18 400 / (0,2 · 100) = 920 Дж/(кг·°C).
- По таблице: c алюминия ≈ 900 Дж/(кг·°C) → вещество алюминий (погрешность ~2%).
Справочная таблица удельных теплоёмкостей
| Вещество | c, Дж/(кг·°C) |
|---|---|
| Вода | 4200 |
| Лёд | 2100 |
| Алюминий | 900 |
| Железо / сталь | 460 |
| Медь | 400 |
| Свинец | 130 |
| Ртуть | 140 |
Физический смысл
Чем больше c, тем медленнее вещество нагревается и остывает. Вода (c = 4200) нагревается почти в 10 раз медленнее, чем медь (c = 400). Именно поэтому водяное отопление эффективно хранит тепло, а прибрежный климат мягче континентального.
Частые ошибки
- Делят Q только на m или только на Δt — нужно произведение m·Δt в знаменателе.
- Забывают перевести граммы в килограммы перед подстановкой.
- Путают удельную теплоёмкость c и теплоёмкость тела C = c·m (без «удельной»).
