Реши задание на изображении
Кратко: удельная теплоёмкость показывает, сколько теплоты нужно, чтобы нагреть 1 кг вещества на 1 °C.
\[
c=\frac{Q}{m\Delta t},\qquad Q=cm\Delta t
\]
Единица: \(\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C}=\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\mathrm K}\).
Вопросы сверху
Что такое удельная теплоёмкость?
Это величина, равная количеству теплоты, которое нужно передать 1 кг вещества, чтобы его температура изменилась на 1 °C.Какова единица удельной теплоёмкости?
\[ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C} \] или \(\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\mathrm K}\). Например, у воды \(c=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C}\), у льда — \(2100\).Почему разные вещества имеют разную удельную теплоёмкость?
У них разное строение молекул, разная масса частиц и разные силы взаимодействия. Поэтому одна и та же энергия у разных веществ идёт на разные «способы движения» молекул и даёт разный нагрев 1 кг вещества.Почему у одного и того же вещества в разных агрегатных состояниях разная теплоёмкость?
Потому что меняется расположение молекул и силы взаимодействия между ними. Например, лёд имеет кристаллическое строение, а вода — более подвижное. Поэтому воды и лёд по-разному поглощают теплоту при нагревании: \(4200\) и \(2100\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C}\) соответственно.
Задания снизу
Почему теплоёмкость измеряют и в \(\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C}\), и в \(\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\mathrm K}\)?
Потому что изменение температуры на \(1^\circ\mathrm C\) равно изменению на \(1\ \mathrm K\). Разница температур одинаковая, поэтому обе записи единицы равноценны:
\[ 1\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C} = 1\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\mathrm K}. \]Почему в радиаторах отопления используют воду?
У воды очень большая удельная теплоёмкость: \(4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C}\). Поэтому при остывании даже на несколько градусов вода отдаёт много теплоты. Ещё вода доступна, дешева и не ядовита.Чем объясняется различие морского и континентального климата?
Водная поверхность медленно нагревается и медленно остывает из-за большой теплоёмкости воды. Поэтому у моря лето прохладнее, зима мягче, а суточные и годовые колебания температуры меньше. Суша же нагревается и остывает быстрее — поэтому континентальный климат более резкий.
4*. По видимой части задачи речь о сравнении стеклянного и алюминиевого стаканов. Алюминиевый стакан на ощупь горячее потому, что теплопроводность алюминия намного больше, чем у стекла. Тепло от горячей воды быстрее проходит через стенку алюминиевого стакана к руке. Массы стаканов и количество воды одинаковы, поэтому главная причина — именно теплопроводность.
Проверка единиц:
В формуле \(Q=cm\Delta t\):
\[
\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\mathrm C}\cdot \text{кг}\cdot^\circ\mathrm C=\text{Дж}.
\]
Значит, формула и единицы согласованы.
