Удельная теплоемкость металлов таблица

Обновлено: 04.10.2024

Металлообработка и работы с металлом

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах

Представлена таблица значений массовой удельной теплоемкости металлов при различных температурах и постоянном давлении. Теплоемкость металлов в таблице указана при отрицательных и положительных температурах (от -253 до 3422°С). Определить удельную теплоемкость металла можно как величину, численно равную количеству теплоты, которое необходимо подвести к единице массы металла для увеличения его температуры на один градус.

Какова удельная теплоемкость металла? При средних и высоких температурах абсолютные значения и температурные зависимости удельной теплоемкости металлов различаются достаточно сильно. Так, при комнатных температурах наибольшей удельной теплоемкостью отличается литий — она равна 3390 Дж/(кг·град) при температуре 20°С. Также к металлам с высокой теплоемкостью при средних (до 350°С) температурах можно отнести такие металлы, как магний, алюминий, бериллий, натрий, плутоний.

Наименьшим значением теплоемкости обладают металлы с высокой атомной массой, например торий и уран. Удельная теплоемкость этих металлов равна, соответственно 113 и 116 Дж/(кг·град). Несмотря на столь большой диапазон изменения этой величины, имеют место некоторые схожие значения, наиболее хорошо прослеживающиеся для металлов одной подгруппы, что является следствием периодической системы Менделеева.

Следует отметить, что при низких отрицательных температурах металлы также имеют широкий диапазон значений теплоемкости. Например, при температуре -173°С по данным таблицы минимальной теплоемкостью обладает вольфрам. Теплоемкость вольфрама при этой температуре равна всего 87 Дж/(кг·град). Металлом с самой высокой теплоемкостью при отрицательных температурах является все тот же литий, имеющий низкую атомную массу.
Удельная теплоемкость металлов при различных температурах — таблица

Металл	Температура,°С	Удельная теплоемкость, Дж/(кг·град)
Алюминий Al	-173…27…127…327…527…661…727…1127…1327	483…904…951…1037…1154…1177…1177…1177…1177
Барий Ba	-173…27…127…327…527…729…927…1327	177…206…249…290…316…300…292…278
Бериллий Be	-173…27…127…327…527…727…927…1127…1287…1327	203…1833…2179…2559…2825…3060…3281…3497…3329…3329
Ванадий V	27…127…327…527…727…927…1127…1527…1947	484…503…531…557…585…617…655…744…895
Висмут Bi	27…127…272…327…527…727	122…127…146…141…135…131
Вольфрам W	-173…27…127…327…727…1127…1527…2127…2527…3127…3422	87…132…136…141…148…157…166…189…208…245…245
Гадолиний Gd	27…127…327…527…727…1127…1312	236…179…185…196…207…235…179
Галлий Ga	-173…27…30…127…327…527…727	266…384…410…394…382…378…376
Гафний Hf	27…127…327…527…727…927…1127…1527…2127…2233	144…147…156…165…169…183…192…211…202…247
Гольмий Ho	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1470…1527	165…169…172…176…193…218…251…292…266…266
Диспрозий Dy	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1409…1527	173…172…174…188…210…230…274…296…307…307
Европий Eu	27…127…327…527…727…826…1127	179…184…200…217…250…251…251
Железо Fe	-173…27…127…327…527…727…1127…1327…1537	216…450…490…572…678…990…639…670…830
Золото Au	27…127…327…527…727…927…1105…1127	129…131…135…140…145…155…170…166
Индий In	-223…-173…27…127…157…327…527…727	162…203…235…250…256…245…240…237
Иридий Ir	27…127…327…527…727…927…1127…1327…2127…2450	130…133…138…144…153…161…168…176…206…218
Иттербий Yb	27…127…427…527…727…820…927	155…159…175…178…208…219…219
Иттрий Y	27…127…327…527…727…1127…1327…1522	298…305…321…338…355…389…406…477
Кадмий Cd	27…127…321…327…527	231…242…265…265…265
Калий K	-173…-53…0…20…63…100…300…500…700	631…690…730…760…846…817…775…766…775
Кальций Ca	-173…27…127…327…527…727…842…1127	500…647…670…758…843…991…774…774
Кобальт Co	27…127…327…527…727…1127…1327…1497…1727	421…451…504…551…628…800…650…688…688
Лантан La	27…127…327…527…727…920	195…197…200…218…238…236
Литий Li	-187…20…100…300…500…800	2269…3390…3789…4237…4421…4572
Лютеций Lu	27…127…327…527…727…1127…1327…1650	153…153…156…163…173…207…229…274
Магний Mg	-173…27…127…327…527…650…727…1127	648…1025…1070…1157…1240…1410…1391…1330
Марганец Mn	-173…27…127…327…527…727…1127…1246…1327	271…478…517…581…622…685…789…838…838
Медь Cu	27…127…327…527…727…927…1085…1327	385…398…417…433…451…481…514…514
Молибден Mo	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2623	250…262…276…285…294…320…337…357…379…434…418
Мышьяк As	-253…-233…-193…-123…-23…127…327…727	15…75…175…275…314…339…354…383
Натрий Na	-173…-53…-13…20…100…300…500…700	977..1180…1200…1221…1385…1280…1270…1275
Неодим Nd	27…127…327…527…727…927…1024…1127	190…200…223…253…291…309…338…338
Нептуний Np	127	147
Никель Ni	-173…-50…20…100…300…500…800…1000…1300…1455	423…442…457…470…502…530…565…580…586…735
Ниобий Nb	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2477	263…274…285…293…301…322…335…350…366…404…450
Олово Sn	-173…27…127…232…327…527…727	187…229…244…248…242…236…235
Осмий Os	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927	130…132…136…140…144…152…156…160…164…168
Палладий Pd	27…127…327…527…727…927…1127…1527	244…249…256…264…277…291…306…343
Платина Pt	27…127…327…527…727…1127…1527…1772	133…136…141…147…152…163…174…178
Плутоний Pu	27…127…327…527…727	134…586…1500…2430…3340
Празеодим Pr	27…127…327…527…727…935	184…202…224…253…287…305
Радий Ra	950	136
Рений Re	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1527…1927	136…139…145…151…157…163…168…174…180…192
Родий Rh	27…127…327…527…727…1127…1327…1727	243…253…273…293…311…342…355…376
Ртуть Hg	-223…-173…-73…-39…27…127…227…327	99…121…136…141…139…137…136…135
Рубидий Rb	-173…-73…20…40…127…327…527…727	299…321…356…364…361…356…359…368
Рутений Ru	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927…2334	238…241…251…265…278…306…325…346…367…389…414
Самарий Sm	27…127…327…527…727…1078…1227	197…221…272…293…300…313…334
Свинец Pb	-223…-173…-73..27…127…227…328…527…727	103…117…123…128…133…138…146…143…140
Серебро Ag	27…127…327…527…727…962…1127	235…239…250…256…277…310…310
Скандий Sc	27…127…327…527…727…1127…1541…1627	568…586…611…647…694…815…978…978
Стронций Sr	-173…27…127…327…527…768…1127	268…306…314…343…377…411…411
Сурьма Sb	-223…-173…27…127…327…527…630…927	100…163…209…213…224…234…275…275
Таллий Tl	-173…27…127…303…727	120…129…134…149…141
Тантал Ta	27…127…327…527…727…1127…1527…2127…2327…2727…3022	140…144…150…154…157…160…162…177…187…219…243
Тербий Tb	27…127…327…527…727…1127…1357	182…179…189…207…226…272…292
Технеций Tc	27…127…327…527…727…1127…1327…2127…2200	210…211…225…256…290…324…318…297…290
Титан Ti	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1671…1727	531…556…605…637…647…664…729…800…989…989
Торий Th	-173…27…127…327…527…727…1127…1327…1750…1927	98…113…117…124…132…140…155…163…198…198
Тулий Tm	27…127…327…527…727…1127…1327…1545	159…161…163…175…186…204…213…244
Уран U	-173…27…127…327…527…727…842…1127 1135…1327…1927	93…116…125…146…175…178…161…161…201…203…209
Хром Cr	25…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1907	453…482…517…558…614…764…849…936…1020…962
Цезий Cs	-173…27…29…127…327…527…727	194…244…246…241…226…219…225
Церий Ce	27…127…327…527…727…804…927	292…202…228…246…268…269…269
Цинк Zn	27…127…327…420…527…727	389…403…436…480…480…480
Цирконий Zr	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1860	279…295…321…345…367…325…341…360…381…467
Эрбий Er	27…127…327…527…727…1127…1327…1505	168…169…174…181…192…220…238…231

Зависимость удельной теплоемкости металлов от температуры различна. Наиболее сильную зависимость теплоемкости от температуры имеют плутоний и бериллий. Для многих металлов увеличение температуры приводит к постоянному росту их теплоемкости. У других металлов теплоемкость при нагревании увеличивается, а при достижении температуры плавления снижается или остается практически постоянной. Удельная теплоемкость металлов в жидком (расплавленном) состоянии практически не меняется.

Металлы в таблице расположены в алфавитном порядке, величина теплоемкости соответствует указанным температурам, допускается интерполяция значений. Например, удельную теплоемкость алюминия при температуре 90°С можно определить по таблице следующим образом: 904+(951-904)/(127-27)*90=946,3 Дж/(кг·град).

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах — таблица

Металл	Температура,°С	Удельная теплоемкость, Дж/(кг·град)
Алюминий Al	-173…27…127…327…527…661…727…1127…1327	483…904…951…1037…1154…1177…1177…1177…1177
Барий Ba	-173…27…127…327…527…729…927…1327	177…206…249…290…316…300…292…278
Бериллий Be	-173…27…127…327…527…727…927…1127…1287…1327	203…1833…2179…2559…2825…3060…3281…3497…3329…3329
Ванадий V	27…127…327…527…727…927…1127…1527…1947	484…503…531…557…585…617…655…744…895
Висмут Bi	27…127…272…327…527…727	122…127…146…141…135…131
Вольфрам W	-173…27…127…327…727…1127…1527…2127…2527…3127…3422	87…132…136…141…148…157…166…189…208…245…245
Гадолиний Gd	27…127…327…527…727…1127…1312	236…179…185…196…207…235…179
Галлий Ga	-173…27…30…127…327…527…727	266…384…410…394…382…378…376
Гафний Hf	27…127…327…527…727…927…1127…1527…2127…2233	144…147…156…165…169…183…192…211…202…247
Гольмий Ho	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1470…1527	165…169…172…176…193…218…251…292…266…266
Диспрозий Dy	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1409…1527	173…172…174…188…210…230…274…296…307…307
Европий Eu	27…127…327…527…727…826…1127	179…184…200…217…250…251…251
Железо Fe	-173…27…127…327…527…727…1127…1327…1537	216…450…490…572…678…990…639…670…830
Золото Au	27…127…327…527…727…927…1105…1127	129…131…135…140…145…155…170…166
Индий In	-223…-173…27…127…157…327…527…727	162…203…235…250…256…245…240…237
Иридий Ir	27…127…327…527…727…927…1127…1327…2127…2450	130…133…138…144…153…161…168…176…206…218
Иттербий Yb	27…127…427…527…727…820…927	155…159…175…178…208…219…219
Иттрий Y	27…127…327…527…727…1127…1327…1522	298…305…321…338…355…389…406…477
Кадмий Cd	27…127…321…327…527	231…242…265…265…265
Калий K	-173…-53…0…20…63…100…300…500…700	631…690…730…760…846…817…775…766…775
Кальций Ca	-173…27…127…327…527…727…842…1127	500…647…670…758…843…991…774…774
Кобальт Co	27…127…327…527…727…1127…1327…1497…1727	421…451…504…551…628…800…650…688…688
Лантан La	27…127…327…527…727…920	195…197…200…218…238…236
Литий Li	-187…20…100…300…500…800	2269…3390…3789…4237…4421…4572
Лютеций Lu	27…127…327…527…727…1127…1327…1650	153…153…156…163…173…207…229…274
Магний Mg	-173…27…127…327…527…650…727…1127	648…1025…1070…1157…1240…1410…1391…1330
Марганец Mn	-173…27…127…327…527…727…1127…1246…1327	271…478…517…581…622…685…789…838…838
Медь Cu	27…127…327…527…727…927…1085…1327	385…398…417…433…451…481…514…514
Молибден Mo	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2623	250…262…276…285…294…320…337…357…379…434…418
Мышьяк As	-253…-233…-193…-123…-23…127…327…727	15…75…175…275…314…339…354…383
Натрий Na	-173…-53…-13…20…100…300…500…700	977..1180…1200…1221…1385…1280…1270…1275
Неодим Nd	27…127…327…527…727…927…1024…1127	190…200…223…253…291…309…338…338
Нептуний Np	127	147
Никель Ni	-173…-50…20…100…300…500…800…1000…1300…1455	423…442…457…470…502…530…565…580…586…735
Ниобий Nb	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2477	263…274…285…293…301…322…335…350…366…404…450
Олово Sn	-173…27…127…232…327…527…727	187…229…244…248…242…236…235
Осмий Os	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927	130…132…136…140…144…152…156…160…164…168
Палладий Pd	27…127…327…527…727…927…1127…1527	244…249…256…264…277…291…306…343
Платина Pt	27…127…327…527…727…1127…1527…1772	133…136…141…147…152…163…174…178
Плутоний Pu	27…127…327…527…727	134…586…1500…2430…3340
Празеодим Pr	27…127…327…527…727…935	184…202…224…253…287…305
Радий Ra	950	136
Рений Re	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1527…1927	136…139…145…151…157…163…168…174…180…192
Родий Rh	27…127…327…527…727…1127…1327…1727	243…253…273…293…311…342…355…376
Ртуть Hg	-223…-173…-73…-39…27…127…227…327	99…121…136…141…139…137…136…135
Рубидий Rb	-173…-73…20…40…127…327…527…727	299…321…356…364…361…356…359…368
Рутений Ru	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927…2334	238…241…251…265…278…306…325…346…367…389…414
Самарий Sm	27…127…327…527…727…1078…1227	197…221…272…293…300…313…334
Свинец Pb	-223…-173…-73..27…127…227…328…527…727	103…117…123…128…133…138…146…143…140
Серебро Ag	27…127…327…527…727…962…1127	235…239…250…256…277…310…310
Скандий Sc	27…127…327…527…727…1127…1541…1627	568…586…611…647…694…815…978…978
Стронций Sr	-173…27…127…327…527…768…1127	268…306…314…343…377…411…411
Сурьма Sb	-223…-173…27…127…327…527…630…927	100…163…209…213…224…234…275…275
Таллий Tl	-173…27…127…303…727	120…129…134…149…141
Тантал Ta	27…127…327…527…727…1127…1527…2127…2327…2727…3022	140…144…150…154…157…160…162…177…187…219…243
Тербий Tb	27…127…327…527…727…1127…1357	182…179…189…207…226…272…292
Технеций Tc	27…127…327…527…727…1127…1327…2127…2200	210…211…225…256…290…324…318…297…290
Титан Ti	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1671…1727	531…556…605…637…647…664…729…800…989…989
Торий Th	-173…27…127…327…527…727…1127…1327…1750…1927	98…113…117…124…132…140…155…163…198…198
Тулий Tm	27…127…327…527…727…1127…1327…1545	159…161…163…175…186…204…213…244
Уран U	-173…27…127…327…527…727…842…1127 1135…1327…1927	93…116…125…146…175…178…161…161…201…203…209
Хром Cr	25…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1907	453…482…517…558…614…764…849…936…1020…962
Цезий Cs	-173…27…29…127…327…527…727	194…244…246…241…226…219…225
Церий Ce	27…127…327…527…727…804…927	292…202…228…246…268…269…269
Цинк Zn	27…127…327…420…527…727	389…403…436…480…480…480
Цирконий Zr	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1860	279…295…321…345…367…325…341…360…381…467
Эрбий Er	27…127…327…527…727…1127…1327…1505	168…169…174…181…192…220…238…231

Физические свойства металлов: твердость, плотность и др.

Металлы имею такие физические свойства, как твердость, температуру плавления, плотность, пластичность, электропроводность, теплопроводность и цвет.

Твёрдость:

Все металлы, кроме ртути и, условно, франция, при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью.

Таблица твёрдости металлов по шкале Мооса:

Твёрдость	Металл
0.2	Цезий
0.3	Рубидий
0.4	Калий
0.5	Натрий
0.6	Литий
1.2	Индий
1.2	Таллий
1.25	Барий
1.5	Стронций
1.5	Галлий
1.5	Олово
1.5	Свинец
1.5	Ртуть
1.75	Кальций
2.0	Кадмий
2.25	Висмут
2.5	Магний
2.5	Цинк
2.5	Лантан
2.5	Серебро
2.5	Золото
2.59	Иттрий
2.75	Алюминий
3.0	Медь
3.0	Сурьма
3.0	Торий
3.17	Скандий
3.5	Платина
3.75	Кобальт
3.75	Палладий
3.75	Цирконий
4.0	Железо
4.0	Никель
4.0	Гафний
4.0	Марганец
4.5	Ванадий
4.5	Молибден
4.5	Родий
4.5	Титан
4.75	Ниобий
5.0	Иридий
5.0	Рутений
5.0	Тантал
5.0	Технеций
5.0	Хром
5.5	Бериллий
5.5	Осмий
5.5	Рений
6.0	Вольфрам
6.0	β-Уран

Температура плавления:

Температуры плавления чистых металлов лежат в диапазоне от −38,83 °C (ртуть) до 3422 °C (вольфрам).

Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые металлы, например, олово и свинец, могут расплавиться на обычной электрической или газовой плите.

В зависимости от температуры плавления металлы делятся на: легкоплавкие (до 600 °C); среднеплавкие (от 600 до 1600 °C); тугоплавкие (выше 1600 °C).

Таблица температуры плавления легкоплавких металлов и сплавов:

Название металла	Температура плавления, о С
Ртуть	-38,83
Франций	25
Цезий	28,44
Галлий	29,7646
Рубидий	39,3
Калий	63,5
Натрий	97,81
Индий	156,5985
Литий	180,54
Олово	231,93
Полоний	254
Висмут	271,3
Таллий	304
Кадмий	321,07
Свинец	327,46
Цинк	419,53

Таблица температуры плавления среднеплавких металлов и сплавов:

Название металла	Температура плавления, о С
Сурьма	630,63
Нептуний	639
Плутоний	639,4
Магний	650
Алюминий	660,32
Радий	700
Барий	727
Стронций	777
Церий	795
Иттербий	824
Европий	826
Кальций	841,85
Лантан	920
Празеодим	935
Германий	938,25
Серебро	961,78
Неодим	1024
Прометий	1042
Актиний	1050
Золото	1064,18
Самарий	1072
Медь	1084,62
Уран	1132,2
Марганец	1246
Бериллий	1287
Гадолиний	1312
Тербий	1356
Диспрозий	1407
Никель	1455
Гольмий	1461
Кобальт	1495
Иттрий	1526
Эрбий	1529
Железо	1538
Скандий	1541
Тулий	1545
Палладий	1554,9
Протактиний	1568

Таблица температуры плавления тугоплавких металлов и сплавов:

Название металла	Температура плавления, о С
Лютеций	1652
Титан	1668
Торий	1750
Платина	1768,3
Цирконий	1855
Хром	1907
Ванадий	1910
Родий	1964
Технеций	2157
Гафний	2233
Рутений	2334
Иридий	2466
Ниобий	2477
Молибден	2623
Тантал	3017
Осмий	3033
Рений	3186
Вольфрам	3422

Плотность:

В зависимости от плотности металлы делят на лёгкие (плотность от 0,53 до 5 г/см³) и тяжёлые (от 5 до 22,6 г/см³).

Самым лёгким металлом является литий (плотность 0,53 г/см³). Самый тяжёлый металл в настоящее время назвать невозможно, так как плотности осмия и иридия — двух самых тяжёлых металлов — почти равны (около 22,6 г/см³ — ровно в два раза выше плотности свинца ), а вычислить их точную плотность крайне сложно: для этого нужно полностью очистить металлы, ведь любые примеси снижают их плотность.

Пластичность:

Большинство металлов пластичны, то есть металлическую проволоку можно согнуть, и она не сломается. Это происходит из-за смещения слоёв атомов металлов без разрыва связи между ними.

Самыми пластичными являются золото, серебро и медь. Из золота можно изготовить фольгу толщиной 0,003 мм, которую используют для золочения изделий. Однако не все металлы пластичны. Проволока из цинка или олова хрустит при сгибании; марганец и висмут при деформации вообще почти не сгибаются, а сразу ломаются.

Пластичность зависит и от чистоты металла . Так, очень чистый хром весьма пластичен, но, загрязнённый даже незначительными примесями, становится хрупким и более твёрдым. Некоторые металлы, такие, как золото, серебро, свинец, алюминий, осмий, могут срастаться между собой, но на это могут уйти десятки лет.

Электропроводность:

Все металлы хорошо проводят электрический ток, обусловлено наличием в их кристаллических решётках подвижных электронов, перемещающихся под действием электрического поля.

Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность. По этой причине последние два металла чаще всего используют в качестве материала для проводов. Очень высокую электропроводность имеет также и натрий. В экспериментальной аппаратуре известны попытки применения натриевых токопроводов в форме тонкостенных труб из нержавеющей стали, заполненных натрием. Благодаря малому удельному весу натрия, при равном сопротивлении натриевые «провода» получаются значительно легче медных и даже несколько легче алюминиевых.

Теплопроводность:

Теплопроводность металлов зависит от подвижности свободных электронов.

Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей, и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла. Широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения.

Наименьшая теплопроводность — у висмута и ртути.

Цвет у большинства металлов примерно одинаковый — светло-серый, иногда с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета.

Металлы подразделяются на цветные и черные.

Чёрные металлы – железо и сплавы на его основе (стали, ферросплавы, чугуны). К чёрным металлам также зачастую относят марганец и, иногда, – хром и ванадий.

Цветные металлы — это особый класс нержавеющих металлов и сплавов, в составе которых нет железа. Металлы называются цветными, потому что каждый из них имеет определенный окрас. К цветным металлам относятся медь, молибден, свинец, цинк, олово, никель, кадмий, кобальт, алюминий, титан, магний, висмут, вольфрам, ртуть, золото, платину, серебро, палладий, родий, рутений, осмий, иридий.

Удельная теплоемкость вещества

Возьмите в руки металлическое украшение с любым камнем. Камушек будет греться достаточно долго, в то время, как металл у этого же украшения нагреется значительно быстрее. У этих материалов разная теплоемкость — давайте разбираться, что это значит.

· Обновлено 12 июля 2022

Ждём вас 8 октября в 13:00. Вместе с педагогами, психологами и другими экспертами в образовании и воспитании ответим на главные вопросы мам и пап.

Нагревание и охлаждение

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

Обнаружено новое непонятное слово — теплопередача.
Минуточку, давайте закончим с количеством теплоты.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Виды теплопередачи

Теплопередача — процесс передачи теплоты (обмена энергией).

Здесь все совсем несложно, видов всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Удельная теплоемкость вещества

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Удельная теплоемкость вещества

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Пошаговый гайд от Екатерины Мурашовой о том, как перестать делать уроки за ребёнка и выстроить здоровые отношения с учёбой.

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Читайте также: