Conversia joulekilogramei ° C J (kg · ° C) în calorii (IT) gram ° C cal (g · ° C) • Convertor specific de capacitate termică

X
TranslatorsCafe.com
Convertoare de unități online
Uzual
Mecanică
Căldură
Fluide
Sunet
Ușoară
Electric
Magnetism
Radiații
Diverse
Calculatoare
Engleză Statele Unite)

Conversia joule/kilogram/° C [J/(kg · ° C)] în calorii (IT)/gram/° C [cal/(g · ° C)]

Eficiență, consum și economie de combustibil

Prezentare generală

Căldura face ca moleculele să se miște și această mișcare se numește difuzie moleculară. Cu cât temperatura într-o substanță este mai mare - cu atât moleculele se mișcă și cu atât rata de difuzie este mai mare. Mișcarea moleculelor depinde, de asemenea, de o serie de alți factori, cum ar fi presiunea, vâscozitatea substanței, concentrația acesteia, rezistența la difuzie, distanța pe care o parcurge o moleculă pentru ca difuzia să aibă loc și masa unei molecule . De exemplu, dacă comparăm apa și mierea, vom observa că, cu toate celelalte condiții precum presiunea și temperatura fiind egale, difuzia are loc mai repede în apă, deoarece vâscozitatea sa este mai mică decât cea a mierii.

Mișcarea moleculelor necesită energie și, pentru ca moleculele să se miște mai repede, este necesară mai multă energie. Dacă vrem să creștem difuzia prin creșterea temperaturii unei substanțe, de exemplu prin încălzirea acesteia, va trebui să generăm energie pentru a produce această căldură. În acest scop, putem arde niște gaz, cărbune sau lemn. Dacă încălzim mai multe substanțe diferite cu aceeași cantitate de energie, unele substanțe se pot încălzi într-un ritm mai rapid decât altele, din cauza factorilor de mai sus care afectează rata de difuzie a acestora. Pentru a reprezenta aceste proprietăți ale materialelor și substanțelor, folosim termenii de capacitate termică specifică și capacitate termică.

Capacitate termică specifică reprezintă câtă energie (sau căldură) este necesară pentru a schimba temperatura unui obiect cu o masă dată cu o valoare dată. Acest lucru este diferit de capacitate termică, care măsoară cantitatea de energie necesară pentru a modifica temperatura unui obiect sau materie cu o valoare dată. Masa nu este luată în considerare la calcularea capacității termice. Capacitatea de căldură și capacitatea de căldură specifică sunt calculate numai atunci când obiectul sau o substanță se află într-o stare stabilă (de exemplu, un solid). Aceasta înseamnă că substanța nu se schimbă între diferite stări. Acest articol discută atât capacitatea de căldură, cât și capacitatea de căldură specifică, deoarece cele două sunt legate.

Capacitatea de căldură și capacitatea de căldură specifică a diferitelor materiale

Metale

Structura moleculară a metalelor este foarte rigidă. Spațiul dintre molecule este mai mic în metale și alte solide decât în lichide și gaze. Acest lucru oferă moleculelor mai puțină libertate de mișcare și este necesară mai puțină energie (căldură) pentru a le face să se miște puternic și pentru a crește temperatura generală a materialului. Din acest motiv, capacitatea lor termică specifică este foarte mică. Aceasta înseamnă că este foarte ușor să ridicați temperatura metalelor.

Apă

Apa, pe de altă parte, are o capacitate specifică de căldură foarte mare. Prin urmare, în comparație cu alte materiale, este nevoie de mult mai multă energie pentru a încălzi o unitate de masă de apă cu un grad. Capacitatea specifică de căldură pentru apă este semnificativ mai mare decât cea a multor alte fluide, deoarece atomii de hidrogen din moleculele de apă au legături foarte puternice.

Apa este o componentă majoră a majorității organismelor și plantelor vii de pe Pământ, iar capacitatea sa de căldură specifică este o proprietate foarte importantă pentru toate ființele vii. Datorită capacității sale termice specifice ridicate, chiar și în zilele foarte călduroase, căldura nu este în general suficient de ridicată pentru a crește semnificativ temperatura fluidelor interne la animale și plante.

Apa formează un sistem de reglare termică în corpurile de organisme vii și plante, precum și un sistem mai global care controlează temperatura și clima Pământului. Acest lucru se datorează faptului că o mare parte din planeta noastră este acoperită de apă. Chiar dacă căldura generată de radiația solară este ridicată, este nevoie de mult timp pentru a crește temperatura oceanelor și a altor corpuri de apă, iar modificările globale ale temperaturii sunt foarte treptate. Pe de altă parte, planetele care nu au o acoperire de apă atât de extinsă ca Pământul sau chiar locurile de pe Pământ cu foarte puțină apă, de exemplu, deșerturi, au o fluctuație a temperaturii mult mai mare atunci când se schimbă cantitatea de căldură solară. De exemplu, diferența de temperatură a aerului în deșert între zi și noapte este mult mai semnificativă decât fluctuația temperaturii în apropierea sau deasupra suprafeței oceanului.

Capacitatea termică ridicată a apei înseamnă că pierde căldura încet, ceea ce îl face un agent de răcire excelent. Este adesea folosit deoarece apa este în general ieftină. În țările cu climă rece, acesta este circulat în țevi în case pentru a asigura încălzirea. Apa într-o soluție cu etilen glicol este utilizată și la motoarele auto pentru răcire. Etilenglicolul are o capacitate termică mai mică, deci scade capacitatea termică totală a soluției și, prin urmare, eficacitatea sistemului de răcire. Totuși, în același timp, asigură faptul că soluția nu îngheță la temperaturi scăzute. Lichidul de răcire destinat climelor reci folosește mai mult etilen glicol - antigelul este una dintre formulările utilizate în această situație.