İstilik bədəni təşkil edən molekulların daxili enerjisidir. Onlar təmasda olduqda isti bədəndən soyuq bir bədənə axır. İstilik miqdarının ölçülməsinə kalorimetriya deyilir. Gündəlik təcrübəmizdən məlum olur ki, müxtəlif cisimlər öz temperaturlarının bərabər artması üçün müxtəlif miqdarda istilik enerjisi tələb edir. Bədənin bu xüsusiyyəti onun istilik və ya istilik tutumu ilə ifadə edilir. Bədənin istilik tutumu temperaturu 1°C və ya 1 K yüksəltmək üçün tələb olunan istilik enerjisinin miqdarıdır və C' simvolu ilə işarələnir. Məsələn, cismin istilik tutumu 60 JK -1 olarsa, bu o deməkdir ki, həmin cismin temperaturunu 1K və ya 1°C yüksəltmək üçün 60 J istilik enerjisi lazımdır.
İstilik tutumu C' = Verilən istilik enerjisinin miqdarı/temperaturun yüksəlməsi Əgər cismə Q miqdar istilik verdikdə onun temperaturu ∆t qədər yüksəlirsə, C' = Q ∕ ∆t |
İstilik tutumunun vahidləri
İstilik tutumunun SI vahidi joule/kelvin və ya joule/dere C. İstilik tutumunun digər ümumi vahidləri cal °C -1 və kcal °C -1 -dir.
1 kkal °C -1 = 1000 cal °C -1
1 kal K -1 = 4,2 J K -1
Vahid kütlədə ifadə edilən bədənin istilik tutumu həmin cismin maddəsinin xüsusi istilik tutumu adlanır. C simvolu ilə işarələnir. Xüsusi istilik tutumu maddənin xarakterik xüsusiyyətidir və müxtəlif cisimlər üçün fərqlidir. Bir maddənin xüsusi istilik tutumu, həmin maddənin cismin vahid kütləsinə düşən istilik tutumu kimi müəyyən edilir.
Xüsusi istilik tutumu c = Cismin istilik tutumu C' / Bədənin kütləsi m kimi C' = Q ∕ ∆t Buna görə də, \(c = \frac{Q}{m \times \Delta t}\) və ya \(Q = c \times m \times \Delta t\) Maddənin xüsusi istilik tutumu, həmin maddənin vahid kütləsinin temperaturunu 1 °C və ya 1 K-yə qaldırmaq üçün tələb olunan istilik enerjisinin miqdarıdır. |
Bədənin temperaturunu artırmaq üçün udulan istilik enerjisinin miqdarı üç amildən asılıdır:
Xüsusi istilik tutumunun vahidi
Xüsusi istilik tutumunun SI vahidi Kelvin başına kiloqram üçün joule (J kq -1 K -1 ) və ya dərəcə selsi üzrə kiloqram başına joul (J kq -1 °C -1 ).
Xüsusi istilik tutumunun digər vahidləri cal g -1 °C -1 və kkal kq -1 °C -1 dir .
1 cal g -1 °C -1 = 4,2 × 10 3 J kq -1 K -1
Məsələn, dəmirin xüsusi istilik tutumu .48 J∕g °C-dirsə, bu o deməkdir ki, 1 q dəmirin temperaturunu 1 ° C yüksəltmək üçün tələb olunan istilik enerjisi 0,48 J-dir.
İstilik tutumu | Xüsusi İstilik Tutumu |
Bütün bədənin temperaturunu 1 ° C yüksəltmək üçün tələb olunan istilik enerjisinin miqdarıdır. | Bədənin vahid kütləsinin temperaturunu 1°C artırmaq üçün tələb olunan istilik enerjisinin miqdarıdır. |
Bu, maddədən və bədənin kütləsindən asılıdır; kütləsi nə qədər çox olarsa, onun istilik tutumu da o qədər yüksək olar. | Bədənin kütləsindən asılı deyil; orqanizmin substansiyasının xarakterik xüsusiyyətidir. |
Onun vahidi JK -1 | Onun vahidi J Kg-1K -1 |
Müxtəlif maddələr üçün xüsusi istilik tutumu fərqlidir. Adətən, yaxşı keçirici aşağı xüsusi istilik tutumuna malikdir, pis keçirici isə yüksək xüsusi istilik tutumuna malikdir. Bərabər miqdarda istilik tədarükü vermək üçün eyni ocaqda iki müxtəlif maddənin bərabər kütləsini qızdırsaq, eyni vaxt intervalından sonra iki fərqli maddə üçün temperaturun yüksəlməsinin fərqli olduğunu görərik. Bunun səbəbi onların fərqli xüsusi istilik tutumlarıdır. Aşağı xüsusi istilik tutumu olan maddə temperaturda sürətli və yüksək artım nümayiş etdirir, buna görə də temperaturun yavaş və kiçik artımını göstərən yüksək xüsusi istilik tutumlu maddədən daha yaxşı istilik keçiricisidir.
Su yüksək xüsusi istilik tutumuna malikdir (=4200 J Kg -1 K -1 ). Fərqli fazalarda olan bir maddə üçün xüsusi istilik tutumu fərqlidir, su üçün, xüsusi istilik tutumu 4200 J Kg -1 K -1 , buzun 2100 J Kg -1 K -1 və buxar 460 J Kg -1 K -dir. -1 .
Maddə | Xüsusi İstilik Tutumu | |
J Kg ilə -1 K -1 | cal g -1 °C -1 | |
Qurğuşun | 130 | 0.031 |
Gümüş | 235 | 0.055 |
Mis | 399 | 0,095 |
Dəmir | 483 | 0.115 |
Alüminium | 882 | 0.21 |
Kerosin yağı | 2100 | 0.50 |
Buz | 2100 | 0.50 |
Dəniz Suyu | 3900 | 0,95 |
Su | 4180 | 1.0 |
Temperatur və xüsusi istilik: Aşağıdakı qrafik müəyyən bir materialın bir qramının bir kalori istiliklə neçə dərəcə Selsi yüksəldiyini göstərir.
Sual 1: 30 °C-də kütləsi 50 q olan metal parçasının temperaturunu 330 °C-ə qaldırmaq üçün 2400 J istilik enerjisi tələb olunurdu. Metalın xüsusi istilik tutumunu hesablayın.
Həlli: Verilmiş m = 50 q, istilik enerjisi = 2400 J, temperaturun yüksəlməsi = 330 − 30 = 300 °C = 300 K.
Xüsusi istilik tutumu \(c = \frac{2400}{50 \times 300} = .16 \) J g -1 K -1
Sual 2: 40 °C temperaturda xüsusi istilik tutumu 0,84 J g -1 K -1 olan A mayesinin hansı kütləsi xüsusi istilik tutumu 2,1 J g -1 K -1 olan 100 q B maye ilə qarışdırılmalıdır. Qarışığın son temperaturu 32 °C olmaq üçün 20 °C?
Həlli: A mayesinin temperaturunun düşməsi = 40−32 = 8 °C, B mayesinin temperaturunun artması = 32 − 20 = 12 °C
İstilik enerjisi m qram maye A = m × 0,84 × 8 J ilə verilir
100 qram maye B tərəfindən alınan istilik enerjisi = 100 × 2.1 × 12 J
İstilik itkisinin olmadığını fərz etsək, A tərəfindən verilən istilik enerjisi = B tərəfindən alınan istilik enerjisi
m×0,84× 8 = 100×2,1×12 ⇒ m = 375 qram