ظرفیت گرمایی
چکیده: در ادامه فصل ترمودینامیک شیمیایی و انرژی مواد به این موضوع می پردازیم که آیا انرژی ماده به مقدار آن بستگی دارد؟ در پاسخ دادن به این پرسش با مفاهیم ظرفیت گرمایی، ظرفیت گرمایی ویژه و ظرفیت گرمایی مولی آشنا خواهیم شد.
شرح درس:
ظرفیت گرمایی:
ظرفیت گرمایی یک جسم، گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای آن به اندازه یک درجه سلسیوس می باشد. هرچه مقدار ماده بیشتر باشد گرمای بیشتری نیز برای افزایش دمای آن لازم است. ظرفیت گرمایی یک جسم به جرم آن بستگی دارد. در شیمی از دو نوع ظرفیت گرمایی استفاده می شود، که عبارتند از:
• ظرفیت گرمایی ویژه
• ظرفیت گرمایی مولی
ظرفیت گرمایی ویژه:
ظرفیت گرمایی ویژه مقدار گرمایی است که برای افزایش دمای یک گرم از جسم به اندازه یک درجه سلسیوس لازم است.
در این رابطه C برابر با ظرفیت گرمایی ویژه، q برابر با مقدار گرمای مبادله شده، m برابر با جرم جسم و ∆T برابر با اختلاف دما می باشد.
اگر تغییر دما برابر یک باشد در این صورت ظرفیت گرمایی جسم با مقدار گرمای مبادله شده برابر است. در واقع ظرفیت گرمایی معیاری از میزان وابستگی تغییر دمای یک جسم به مقدار گرمای مبادله شده است.
نکته: یکای ظرفیت گرمایی ویژه ژول بر گرم بر درجه سلسیوس می باشد.
توجه: ژول یکای انرژی در سیستم SI است اما از آنجا که یکای کوچکی است برای گزارش مقادیر انرژی از کیلوژول که معادل هزار ژول است استفاده می شود. یکی دیگر از یکاهای رایج انرژی کالری می باشد. یک کالری مقدار گرمای لازم برای افزایش دمای یک گرم آب خالص به اندازه یک درجه سلسیوس است.
خوب است بدانید که ارزش غذایی مواد غذایی، برحسب کالری سنجیده می شود. کارشناسان علوم تغذیه از نوعی کالری استفاده می کنند که آن را کالری رژیم غذایی ( Cal) می نامند که حرف C در آن بزرگ است. یک کالری رژیم غذایی معادل ١٠٠٠ کالری یا یک کیلوکالری است.
ظرفیت گرمایی مولی:
ظرفیت گرمایی مولی، مقدار گرمایی است که باید به یک مول از آن جسم داده شود تا دمای آن یک درجه سلسیوس بالا رود.
نکته: یکای ظرفیت گرمایی مولی، ژول بر مول بر درجه سلسیوس است.
مثال: ظرفیت گرمایی مولی فلز سرب برابر ٢٩/٤٦ ژول بر مول بر درجه سانتیگراد است. اگر برای افزایش دمای نمونه ای از فلز سرب از ٢٧℃ به ٣٧℃ ، میزان ٩٦ ژول گرما مصرف شده باشد جرم این نمونه سرب چند گرم است؟ (Pb=207)
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه و تنظیم: مهسا شاه حسینی
