Back to the topics list

kapasidad ng init

Ang init ay ang panloob na enerhiya ng mga molekula na bumubuo sa katawan. Ito ay dumadaloy mula sa isang mainit na katawan patungo sa isang malamig na katawan kapag sila ay pinananatiling magkadikit. Ang pagsukat ng dami ng init ay tinatawag na calorimetry . Mula sa aming pang-araw-araw na karanasan, nalaman namin na ang iba't ibang mga katawan ay nangangailangan ng iba't ibang dami ng enerhiya ng init para sa pantay na pagtaas ng kanilang temperatura. Ang pag-aari na ito ng katawan ay ipinahayag sa mga tuntunin ng kapasidad ng thermal o init nito. Ang kapasidad ng init ng katawan ay ang dami ng enerhiya ng init na kinakailangan upang itaas ang temperatura ng 1°C o 1 K, at tinutukoy ng simbolo na C'. Halimbawa, kung ang kapasidad ng init ng isang katawan ay 60 JK ^-1 , nangangahulugan ito na ang 60 J heat energy ay kinakailangan upang itaas ang temperatura ng katawan na iyon ng 1K o 1°C.

Mga yunit ng kapasidad ng init
Ang SI unit ng heat capacity ay joule per kelvin o joule per degree C. Ang iba pang karaniwang unit ng heat capacity ay cal °C ^-1 at kcal °C ^-1 .
1 kcal °C ^-1 = 1000 cal °C ^-1

1 cal K ^-1 = 4.2 J K ^-1

SPECIFIC HEAT CAPACITY

Ang kapasidad ng init ng katawan kapag ipinahayag sa unit mass ay tinatawag na tiyak na kapasidad ng init ng sangkap ng katawan na iyon. Ito ay isinasaad ng simbolo c. Ang tiyak na kapasidad ng init ay ang katangiang pag-aari ng sangkap at naiiba para sa iba't ibang mga katawan. Ang tiyak na kapasidad ng init ng isang sangkap ay tinukoy bilang ang kapasidad ng init bawat yunit ng masa ng isang katawan ng sangkap na iyon.

Ang dami ng init na enerhiya na nasisipsip upang tumaas ang temperatura ng isang katawan ay nakasalalay sa tatlong mga kadahilanan:

• Mass ng katawan, Q ∝ m.
• Pagtaas ng temperatura ng katawan, Q ∝ ∆t
• Ang materyal o sangkap ng katawan, Q ∝ c

Yunit ng tiyak na kapasidad ng init

Ang yunit ng SI ng tiyak na kapasidad ng init ay joule bawat kilo bawat kelvin (J kg ^-1 K ^-1 ) o joule bawat kilo bawat degree celsius (J kg ^-1 °C ^-1 ).
Ang iba pang mga yunit ng tiyak na kapasidad ng init ay cal g ^-1 °C ^-1 at kcal kg ^-1 °C ^-1 .

1 cal g ^-1 °C ^-1 = 4.2 × 10 ³ J kg ^-1 K ^-1

Halimbawa, kung ang tiyak na kapasidad ng init ng bakal ay .48 J∕g °C, nangangahulugan ito na ang enerhiya ng init na kinakailangan upang itaas ang temperatura ng 1 g ng bakal ng 1°C ay 0.48 J.

PAGKAKAIBA NG HEAT CAPACITY AT SPECIFIC HEAT CAPACITY

SPECIFIC HEAT CAPACITY NG ILANG KARANIWANG SUBSTANCES

Ang tiyak na kapasidad ng init ay naiiba para sa iba't ibang mga sangkap. Karaniwan, ang isang mahusay na konduktor ay may mababang tiyak na kapasidad ng init habang ang isang masamang konduktor ay may mataas na tiyak na kapasidad ng init. Kung painitin natin ang pantay na masa ng dalawang magkaibang sangkap sa parehong burner upang magbigay ng pantay na dami ng supply ng init, mapapansin natin na pagkatapos ng parehong agwat ng oras, ang pagtaas ng temperatura para sa dalawang magkaibang sangkap ay magkaiba. Ito ay dahil sa kanilang iba't ibang mga tiyak na kapasidad ng init. Ang sangkap na may mababang tiyak na kapasidad ng init ay nagpapakita ng mabilis at mataas na pagtaas ng temperatura kaya ito ay isang mas mahusay na konduktor ng init kaysa sa sangkap na may mataas na tiyak na kapasidad ng init na nagpapakita ng mabagal at maliit na pagtaas ng temperatura.
Ang tubig ay may mataas na tiyak na kapasidad ng init (=4200 J Kg ^-1 K ^-1 ). Ang tiyak na kapasidad ng init ay iba para sa isang sangkap sa iba't ibang yugto nito tulad ng para sa tubig, ang tiyak na kapasidad ng init ay 4200 J Kg ^-1 K ^-1 , ng yelo ay 2100 J Kg ^-1 K ^-1 at singaw ay 460 J Kg ^-1 K ^-1 .

Temperatura at partikular na init: Ipinapakita ng graph sa ibaba kung gaano karaming degrees Celsius ang isang gramo ng isang partikular na materyal ay itinataas ng isang calorie ng init.

Aplikasyon

• Ginagamit ang tubig bilang coolant: Ang mga radiator sa mga kotse at generator ay gumagamit ng tubig para sa paglamig. Sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa tubig na dumaloy sa mga tubo sa paligid ng mga pinainit na bahagi ng isang makina, ang enerhiya ng init mula sa naturang mga bahagi ay naaalis. Ang tubig sa mga tubo ay nakakakuha ng mas maraming init mula sa paligid nang walang labis na pagtaas ng temperatura dahil sa mataas na tiyak na kapasidad ng init nito.
• Pinupuno ng mga magsasaka ng tubig ang kanilang mga bukid upang protektahan ang mga pananim mula sa hamog na nagyelo: Sa malamig na gabi ng taglamig kung ang atmospera ay bumaba sa ibaba 0 °C, ang tubig sa mga maliliit na capillary ng mga halaman ay magyeyelo kaya ang mga ugat ay sasabog dahil sa pagtaas ng volume, at ang halaman mamamatay. Upang makatipid ng mga pananim sa malamig na gabi, pinupuno ng mga magsasaka ng tubig ang kanilang mga bukirin dahil ang tubig ay may mataas na tiyak na kapasidad ng init hindi nito pinapayagan ang temperatura ng paligid na bumaba ng hanggang 0 °C.
• Ang base ng isang kawali ay ginagawang makapal: Sa pamamagitan ng paggawa ng base ng kawali na makapal, ang kapasidad ng init nito ay tumataas, dahil sa kung saan ito ay dahan-dahang umiinit at nagbibigay ng init ng enerhiya sa pagkain sa mabagal na bilis para sa tamang pagluluto nito at pagkatapos itong lutuin pinapanatiling mainit ang pagkain nang mas matagal.

Tanong 1: Ang isang piraso ng metal na may masa na 50 g sa 30 °C ay nangangailangan ng 2400 J ng enerhiya ng init upang mapataas ang temperatura nito sa 330 °C. Kalkulahin ang tiyak na kapasidad ng init ng metal.
Solusyon: Dahil, m = 50 g, enerhiya ng init = 2400 J, pagtaas ng temperatura = 330 − 30 = 300 °C = 300 K.
Tukoy na kapasidad ng init \(c = \frac{2400}{50 \times 300} = .16 \) J g ^-1 K ^-1

Tanong 2: Anong masa ng isang likido A ng tiyak na kapasidad ng init na 0.84 J g ^-1 K ^-1 sa temperatura na 40 °C ang dapat ihalo sa 100 g ng isang likido B ng tiyak na kapasidad ng init 2.1 J g ^-1 K ^-1 sa 20 °C upang ang huling temperatura ng pinaghalong maging 32 °C?
Solusyon: Pagbagsak sa temperatura ng likido A = 40−32 = 8 °C, Pagtaas sa temperatura ng likido B = 32 − 20 = 12 °C
Ang enerhiya ng init ay ibinibigay ng m gramo ng likido A = m × 0.84 × 8 J
Enerhiya ng init na kinuha ng 100 gramo ng likido B = 100 × 2.1 × 12 J
Ipagpalagay na walang pagkawala ng init, enerhiya ng init na ibinigay ng A = enerhiya ng init na kinuha ng B
m×0.84× 8 = 100×2.1×12 ⇒ m = 375 gramo