Calorimetrie - Căldura mișcă lumea și este, de asemenea, esențială pentru supraviețuirea noastră. Dovadă este focul, fără acesta nu putem mânca sau încălzi.
Căldura, sub alte forme, este indispensabilă vieții noastre de zi cu zi. THE calorimetrie studiază aceste fenomene.
Index
THE calorimetrie este studiul fenomenelor care sunt legate de schimburile de energie termică. Acest tranzit de energie termică se numește căldură și se întâmplă datorită temperaturii dintre corpuri.
Căldura este energia transferată de la un corp la altul, singura diferență fiind temperatura dintre corpuri. Acest transfer de energie sub formă de căldură are loc de la corpul cu cea mai mare temperatură la corpul cu cea mai mică temperatură.
Când corpurile sunt izolate termic la exterior, transferul are loc până la atingerea temperaturilor egale ale corpurilor, adică echilibrul termic.
Un corp are energie internă și nu se încălzește singur. De aceea, numai atunci când energia este transmisă, căldura va exista.
Energia, care este sub formă de căldură, produce o schimbare a temperaturii corpului numită căldură sensibilă. Când starea fizică a corpului se schimbă, această energie se numește căldură latentă.
Energia termică în tranzit are magnitudinea sa numită cantitatea de căldură (Q). Unitatea de cantitate de căldură este Joule (j) conform Sistemului Internațional (SI).
În practică, se folosește și unitatea numită calorie (cal). Fiind:
1 cal = 4,1868 J
Căldura specifică (c) ar fi constanta proporției ecuației fundamentale a calorimetrie. Această valoare depinde direct de substanța existentă în corpul de studiat.
Căldura specifică fierului este de 0,00 cal / gº C. Căldura specifică a apei lichide este de 1 cal / gº C.
Capacitatea termică este o cantitate în care se calculează masa și substanța din care este făcut corpul.
C = mc
Fiind asta
C = capacitate termică (j / ° C sau cal / ° C)
m = masa (kg sau g)
c = căldură specifică (J / kgº C sau var / gº C)
1,5 kg de apă au fost puse într-o tigaie la temperatura camerei (20 ° C). Când este încălzită, temperatura apei crește la 85 ° C. Ținând cont de căldura specifică este de 1 cal / gº C.
Se calculează cantitatea de căldură primită de apă pentru a atinge această temperatură și capacitatea termică a acelei porțiuni de apă. Pentru a rezolva acest caz, trebuie să înlocuim toate valorile din ecuația fundamentală a calorimetrie.
Atenția la unitate este foarte importantă. Masa de apă este raportată în kilograme. Deoarece unitatea de căldură specifică este în cal / gº C.
Este posibil să se calculeze cantitatea de căldură primită sau transferată către un corp care și-a schimbat starea fizică.
În timp ce acest corp primește această energie, schimbând fazele, temperatura sa este constantă. Această căldură latentă este următoarea formulă:
Q = m. L
Q = cantitatea de căldură (J sau var)
m = masa (kg sau g)
L = căldură latentă (J / kg sau cal / g)
Câtă căldură este necesară pentru ca un bloc de gheață de 600 kg la 0 ° C să fie transformat în apă la temperatura respectivă? Trebuie avut în vedere că căldura latentă a topirii gheții este de 80 cal / g.
Pentru acest calcul, înlocuiți valorile formulei, fără a uita să transformați unitățile:
m = 600 kg = 600 000 g
L = 80 cal / gº C
Q = 600 000. 80 = 48 000 000 cal = 48 000 kcal
Când doi sau mai mulți corpuri schimbă căldura, acest transfer de căldură va avea loc în așa fel încât corpul cu o temperatură mai mare va transfera această energie termică în corpul cu o temperatură mai scăzută.
În sistemele termice izolate, aceste schimburi de căldură vor avea loc până la stabilirea echilibrului termic dintre ele. Temperatura finală va fi aceeași între corpuri. Și când se atinge acest stadiu, energia totală este conservată.
Este momentul în care are loc transferul de căldură de la un corp la altul.
Propagarea căldurii are loc în trei moduri diferite:
Conducerea termică studiată în calorimetrie, se întâmplă atunci când există propagarea căldurii prin agitație termică care are loc în atomi și molecule.
Această agitație este transmisă corpului atâta timp cât există o diferență de temperatură între ele. Este important să subliniem faptul că pentru a avea loc această transmisie de energie termică, adică căldură, este necesar un material pentru a fi conductor. De obicei sunt solide sau fluide.
Există materiale care facilitează această conducere. Printre acestea se numără metalele. Există, de asemenea, izolatori termici, care conduc căldura imperfect. Ar fi lemn, plută și polistiren.
Un exemplu al acestei călduri de conducere ar fi o tigaie cu o lingură de aluminiu. Lingura se încălzește foarte repede, chiar ne-ar putea arde mâna.
De aceea lingura are lemn sau materiale specifice unde le ținem, pentru a evita arsurile.
Convecția termică este transferul de căldură în timpul transportului materialului încălzit datorită diferenței de densitate. Acest lucru apare în corpuri lichide și gazoase (gaze).
Când substanța este încălzită, densitatea acestui corp scade. Această modificare a densității corpului creează o mișcare în interiorul corpului gazos sau lichid.
Partea care a fost încălzită va crește și partea mai densă a corpului va coborî, creând astfel o mișcare în interiorul lichidului sau gazului. Aceasta se numește curenți de convecție.
Acest lucru explică cu exactitate încălzirea apei într-o oală. Prin acești curenți de convecție, apa cea mai fierbinte se ridică și cea mai rece, care ar fi cea mai densă, coboară.
Iradierea termică transferă căldura prin unde electromagnetice. Această transmisie a energiei termice nu are nevoie de un mediu material pentru ca corpurile să primească această energie.
Un exemplu în acest sens este radiația solară de pe planeta noastră, aici corpurile nu sunt în contact.
Când un corp este lovit, o parte din radiație este absorbită și această parte este reflectată. Cantitatea de radiații absorbită va crește energia cinetică a moleculelor corpului.
Când corpurile sunt întunecate, absorb mai multă radiație care se află pe ele. În timp ce corpurile luminoase au tendința de a reflecta această radiație.
Abonați-vă la lista noastră de e-mailuri și primiți informații și actualizări interesante în căsuța de e-mail
Vă mulțumim că v-ați înscris.
