Ако сте икада шетали плажом по сунчаном дану и умочили ножне прсте у воду да бисте их охладили након врућег песка, искористили сте специфичну топлоту воде.

Упркос томе како звучи, специфична топлота се не односи на тачну температуру нечега. То је шири научни концепт који има везе са енергијом која је потребна за загревање супстанце. Као што сте могли приметити из примера, не загревају се све супстанце истом брзином — отуда и различите температуре песка и воде.

Специфична топлота воде је једна од њених најзанимљивијих карактеристика. У овом чланку ћемо покрити шта је специфична топлота, коју једначину користите за проналажење специфичне топлоте и зашто је специфична топлота воде тако висока.

Шпорет, лонац, вода и пара имају различите специфичне топлоте.

Шта је специфична топлота?

Специфична топлота је мера топлотног капацитета, односно колико топлоте материјал може да ускладишти при промени температуре. Висок топлотни капацитет значи да супстанца може да апсорбује много топлоте пре него што региструје промену температуре - размислите о томе колико је потребно да се лонац загреје на додир на шпорету у односу на то колико је потребно води унутра да се загреје . То значи да вода има већи топлотни капацитет - може да ускладишти више топлоте пре промене температуре.

бинарно дрво јава

Специфична топлота се односи на тачну количину топлоте која је потребна да једна јединица масе супстанце буде за један степен топлија. Да се ​​вратимо на наш пример, специфична топлота би тачно идентификовала колико је топлоте потребно да би једна јединица воде, као што је једна шоља, била топлија за један степен.

Пошто је топлота заиста мера преноса енергије, тачније је то рећи специфична топлота је заправо изјава колико енергије супстанца може да апсорбује пре промене температуре за један степен.

Специфична топлота се обично мери у џулима и килоџулима по једном граму масе, са Целзијусом као мером температуре. Килограми и Фаренхајти се могу користити, али је ређе.

На специфичну топлоту супстанце могу утицати температура и притисак, тако да се специфична топлота обично одређује при константној температури и притиску, обично 25 степени Целзијуса.

Шта је једначина за специфичну топлоту?

Једначина за израчунавање специфичне топлоте је:

$$К = с × м × ΔТ$$

$К$ представља количину топлоте, $с$ специфичну топлоту (${Јоулес}/{грам * °Целзијус}$), м масу супстанце у грамима, а $ΔТ$ уочену промену у температура.

Различите врсте воде, као што је морска вода, могу имати различиту специфичну топлоту.

Шта је специфична топлота воде?

Неке супстанце се брзо загревају, док се друге споро загревају. Вода је једна од последњих — има висок специфични топлотни капацитет јер јој је потребно више енергије за подизање температуре.

Вода има специфични топлотни капацитет од 4182 Ј/кг°Ц. Пошто је вода тако важна и уобичајена супстанца, чак имамо посебан начин да идентификујемо количину енергије која је потребна да се један грам воде подигне за један степен Целзијуса – калорија. Ово се разликује од врсте калорија о којој говоримо у храни. Та врста калорија је еквивалентна 1.000 калорија, због чега се калорије везане за храну понекад називају и килокалоријама или кцалима.

Специфична топлота воде је доста већа од многих других уобичајених супстанци. На пример, специфична топлота гвожђа је 449 Ј/кг°Ц, песка је 830 Ј/кг°Ц, а храстовог дрвета је 2400 Ј/кг°Ц.

То је зато што је вода, која се састоји од два атома водоника и једног атома кисеоника, електронегативна. Вероватније је да ће електронегативни атом привући електроне на себе, јер ће једна страна атома имати делимично позитивно наелектрисање, а друга делимично негативно. Супротно наелектрисане стране су природно привучене једна другој, формирајући слабију водоничну везу. Зато је вода у стању да тече поред себе, али и да се веже - она ​​стално ствара и разбија ове везе.

Ове везе су такође разлог зашто течна вода има високу специфичну топлоту. Свака енергија уложена у загревање воде се дели између прекида веза и загревања воде. Због овога, потребно је више енергије за загревање воде него за друге супстанце.

На пример, ако сте на плажи по сунчаном дану, приметићете да је песак често прилично врућ за ходање, али вода је увек хладна, чак и у плићаку. То је зато што песак има нижи специфични топлотни капацитет - потребно је мање енергије да се температура подигне за један степен. Пошто вода има велики топлотни капацитет, потребно је више енергије да би се температура подигла за један степен. Сунце производи мање-више константну енергију, која брже загрева песак и спорије воду.

Песак има много нижу специфичну топлоту од воде — зато се тако брзо загрева!

Табела специфичне топлоте

Ако већ нисте упознати са џулима и калоријама, ови бројеви могу изгледати мало апстрактно. Погледајте ову табелу да бисте се упознали са неким уобичајеним специфичним топлотама према џулима и калоријама и упоредите их са оним што знате о томе како се ове супстанце загревају!

како претворити инт у стринг јава

Шта је следеће?

Спремни за више научног знања о води?Сазнајте све о једињења која упијају воду (одговарајуће названа хидрати) анд тхе густина воде .

Ако вас је специфична топлота воде запалила око хемије, АП хемија је можда за вас! Погледај ово АП наставни програм хемије да бисте сазнали више о темама које ће бити обрађене.

Или сте можда већ на АП хемији и тражите неке савете и трикове како да положите испит. Погледај ово водич за АП испит из хемије за све што треба да знате!

Ако нисте сасвим спремни за испит, али вам је потребно мало додатног појачања у вашем курсу хемије АП, овај водич за учење АП хемије може бити управо оно што тражите.