Visa fråga/svar

 

Värme [15734]

Fråga:
Vad är specifik värmekapacitet?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej allihopa! Jag undrar om någon skulle kunna förklara vad specifik värmekapacitet är. När man på kurvan ser då man med konstant värme värmer på is som blir till vatten o sedan vattenånga ser man att själva funktionen är konstant, (först höjs temperaturern sedan går all värme åt att byta aggregations tillsånd osv), jag undrar om det finns ämnen där kurvan inte är konstant, utan exponentiell eller varierande helt enkelt.
/teresa k, norra real, stockholm

Svar:
Hej Teresa! Specifik värmekapacitet är den mängd värme man måste tillföra för att höja temperaturen hos ett kg med en grad (1K). Om ämnet byter aggregationstillstånd (går från fast till flytande eller från flytande till gas), så går all energi år för att ändra aggregationstillståndet, och temperaturen är konstant. Specifik värmekapacitet för olika ämnen finns i Wikipedia, se länkar i fråga 14203 .

Se på figuren för vatten nedan (från Wikipedia-artikeln Thermodynamic_temperature ). På den horisontella axeln är relativ tillförd värme och på den vertikala är temperaturen. Det finns två områden där kurvan är horisontell, dvs temperaturen konstant: när isen smälter och när vattnet kokar. Vidden på de konstanta områdena är ett mått på smältvärmet respektive ångbildningsvärmet. Den högra konstanta delen är 40.7 kJ/mol. Eftersom detta avser en mol, behöver vi räkna om värdet till kg (vattnet har molekylvikten 18 g/mol):

40.7 kJ/mol = 1000*40.7/18 = 2260 kJ/kg.

På samma sätt blir smältvärmet för is

6.01 kJ/mol = 1000*6.01/18 = 334 kJ/kg.

Från lutningen (egentligen 1/lutningen) hos den räta linjen mellan is och ånga kan man räkna ut den specifika värmekapaciteten för vatten:

7.5 kJ/(mol*K) = 1000*7.5/(18*100) = 4.2 kJ/(kg*K)

Det faktum att kurvan i detta område är en rät linje reflekterar det faktum att specifika värmekapaciteten för vatten är oberoende av temperaturen. Detta gäller approximativt för de flesta ämnen.

Sedan är jag inte helt klar över vad du menar att kurvan inte är konstant. I de horisontella områdena (vid smältpunkten 0oC och vid kokpunkten 100oC) ändras inte temperaturen om bara tillförseln av värmet sker på ett effektivt sätt. Då har hela provet en konstant temperatur och all tillförd värme går till att ändra aggregationstillstånd.

Den gröna kurvan mellan is och ånga representerar alltså den specifika värmekapaciteten för vatten. Det faktum att kurvan är mycket nära en rät linje betyder helt enkelt att vattens specifika värmekapacitet är konstant mellan 0oC och 100oC. Detta gäller inte allmänt - andra ämnen kan ha olika olinjära kurvor.

Man ser även på den blå kurvan till vänster (för is) att den avviker från en rät linje. Lägg också märke till att den blå kurvan har ungefär dubbelt så stor lutning som den gröna (för vatten). Detta betyder att specifika värmekapaciteten för is är ungefär hälften av den för vatten.



/Peter E

Nyckelord: specifik värmekapacitet [21];

*

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.