Удельная теплоемкость

Проделаем опыт. Возьмем два одинаковых сосуда и, налив в один из них воду массой 400 г, а в другой — растительное масло массой 400 г, начнем их нагревать с помощью одинаковых горелок (рис. 74). Наблюдая за показаниями термометров, мы увидим, что масло нагревается быстрее. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той же температуры, воду следует нагревать дольше. Но чем дольше мы нагреваем воду, тем большее количество теплоты она получает от горелки.

Таким образом, для нагревания одной и той же массы разных веществ до одинаковой температуры требуется разное количество теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого состоит это тело.

Так, например, чтобы увеличить на 1 °С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания на 1° С такой же массы подсолнечного масла необходимо количество теплоты, равное 1700 Дж.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 °С, называется удельной теплоемкостью этого вещества.

У каждого вещества своя удельная теплоемкость. Обозначается она латинской буквой c, а измеряется в джоулях на килограмм-градус (Дж/(кг*°С)):

c — удельная теплоемкость.

Удельные теплоемкости некоторых веществ можно найти в таблице 8.

Из таблицы, например, видно, что удельная теплоемкость свинца равна 140 Дж/(кг*°С). Это число показывает, что для нагревания 1 кг свинца на 1 °С требуется количество теплоты, равное 140 Дж. Точно такое же (по модулю) количество теплоты будет выделено этой массой свинца при его охлаждении на 1 °С.

Удельная теплоемкость одного и того же вещества в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном) различна. Например, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг*°С), а удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг*°С); алюминий в твердом состоянии имеет удельную теплоемкость, равную 920 Дж/(кг*°С), а в жидком— 1080 Дж/(кг*°С).

Заметим, что вода имеет очень большую удельную теплоемкость (см. табл. 8). Поэтому вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из воздуха большое количество теплоты. Благодаря этому в тех местах, которые расположены близко от больших водоемов, лето не бывает таким жарким, как в местах, удаленных от воды.

1. Опишите опыт, показывающий, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого оно состоит. 2. Какую величину называют удельной теплоемкостью? 3. Удельная теплоемкость бумаги равна 1500 Дж/(кг*°С). Что это означает? 4. Каким образом большая удельная теплоемкость воды сказывается на климате?