Кількість теплоти, необхідне для нагрівання тіла, залежить від його маси, від зміни його температури і від так званої питомої теплоємності речовини, з якого складається тіло.
Спонсор розміщення PG Статті по темі "Як знайти питому теплоємність" Як отримати ефір Як розігріти машину взимку Як знайти температуру суміші
Питомою теплоємністю речовини називається кількість теплоти, необхідне для нагрівання або охолодження 1 кг речовини на 1 Кельвін. Тобто в інших словах, якщо наприклад питома теплоємність води дорівнює 4,2 кДж / (кг * К) - це означає, що для того, щоб нагріти один кг води на один градус, необхідно передати цьому кг води 4,2 кДж енергії. Питома теплоємність речовини знаходиться за формулою:
C = Q / m (T_2-T_1)
Одиниця питомої теплоємності має розмірність в системі СІ - (Дж / кг * К).
Питома теплоємність тіла визначається дослідним шляхом за допомогою калориметра і термометра. Найпростіший калориметр складається з відполірованого металевого склянки, поставленого всередині іншого металевого склянки на пробках (з метою теплової ізоляції) і наповненого водою або іншою рідиною з відомою питомою теплоємністю. Тіло (тверде або рідке), нагріте до певної температури t, опускають в калориметр, температура в якому вимірюється. Нехай до опускання випробовується тіла температура рідини в калориметр дорівнювала t_1, а після того, як температура води (рідини) і опущеного в неї тіла зрівняються, вона стане рівною.
Із закону збереження енергії випливає, що теплота Q, віддана нагрітим тілом, дорівнює сумі теплоти Q_1, отриманої водою, і Q_2, отриманої калориметром:
Q = Q_1 + Q_2
Q = cm (t-?), Q_1 = c_1 m_1 (? -t_1), Q_2 = c_2 m_2 (? - t_1)
cm (t-?) = c_1 m_1 (? -t_1) + c_2 m_2 (? - t_1)
тут c_1 і m_1 - питома теплоємність і маса води в калориметр, c_2 і m_2 - питома теплоємність і маса матеріалу калориметра.
Це рівняння, що виражає баланс теплової енергії, називається рівнянням теплового балансу. З нього знайдемо
c = (Q_1 + Q_2) / m (t-?) = (c_1 m_1 (? -t_1) + c_2 m_2 (? - t_1)) / m (t-?) = (c_1 m_1 + c_2 m_2) (? - t_1) / m (t-?)