열량 계산식, 단위 및 측정 값



그 열용량 몸이나 시스템의 열 에너지는 그 몸에 전달 된 열 에너지와 그 과정에서 겪는 온도 변화 사이의 결과입니다. 또 다른보다 정확한 정의는 몸이나 시스템에 전달하여 열의 온도가 켈빈 정도까지 올라가는 데 필요한 열량을 말합니다.

연속적는 고온 체만큼 접촉하는 두 물체 간의 온도차가있는 한 계속해서 프로세스의 차가운 몸에 열을 방출하는 것이 일어난다. 그러면 열은 한 시스템에서 다른 시스템으로 전달되는 에너지입니다..

계약에 의해 열로 정의됩니다 (Q)는 시스템에 의해 흡수되는 양성이며, 시스템에 의해 전달되는 음의 열.

위에서부터 모든 물체가 같은 용이성으로 열을 흡수하고 보존하지는 않는다는 것은 추론됩니다. 따라서 특정 물질은 다른 물질보다 더 쉽게 가열됩니다.

궁극적으로 신체의 발열량은 신체의 본질과 구성에 달려 있다는 것을 고려해야합니다.

색인

  • 1 수식, 단위 및 측정 값 
  • 2 비열
    • 2.1 비열
    • 2.2 열 전달
  • 3 예제
    • 3.1 1 단계
    • 3.2 2 단계
    • 3.3 3 단계
    • 3.4 4 단계
    • 3.5 5 단계
  • 4 참고

수식, 단위 및 측정 값

열용량은 다음 식으로부터 시작하여 결정될 수있다 :

C = dQ / dT

온도 변화가 충분히 작 으면 위의 표현식을 단순화하고 다음과 같이 바꿀 수 있습니다.

C = Q / ΔT

그런 다음 국제 시스템의 열용량 측정 단위는 켈빈 당 7 월 (J / K)이며,.

열용량은 일정한 압력 C에서 측정 할 수 있습니다.피 또는 일정한 부피의 Cv.

비열

종종 시스템의 열용량은 물질의 양 또는 질량에 달려 있습니다. 이 경우, 시스템이 균일 한 특성을 갖는 단일 물질로 구성 될 때 비열 (specific heat capacity)이 필요하며 비열 용량 (c).

따라서, 비열 질량 열량은 켈빈 온도를 증가시키는 물질의 단위 질량에 공급하고, 다음 식으로부터 결정할 수있다 :

c = Q / m ΔT

이 방정식에서 m은 물질의 질량입니다. 따라서,이 경우에서의 비열의 측정 단위는 kg 당 켈빈 (J / kg K), 월이나 7 월 당 g 당 켈빈 (J / g의 K) 당 줄은.

유사하게, 몰 비열은 켈빈 정도의 온도를 증가시키기 위해 물질 몰에 공급되어야하는 열량입니다. 그리고 다음 식으로 결정할 수 있습니다.

c = Q / n ΔT

상기 식에서, n은 물질의 수 몰이다. 이것은이 경우의 비열 측정 단위가 켈빈 당 몰 (J / mol K) 당 7 월이라는 것을 의미합니다..

물의 비열

많은 물질의 비열이 계산되어 테이블에서 쉽게 접근 할 수 있습니다. 액체 상태에서의 물의 비열 값은 1000 칼로리 / kg K = 4186 J / kg K이다. 반면에, 기체 상태의 물의 비열은 2080 J / kg K이며 고체 상태에서 2050 J / kg K.

열 전달

이 방법으로 대다수의 물질의 특정 값이 이미 계산 된 경우 다음 두 표현식을 사용하여 두 몸체 또는 시스템 간의 열 전달을 결정할 수 있습니다.

Q = c m ΔT

또는 몰 비열이 사용되는 경우 :

Q = c n ΔT

이 표현들이 상태의 변화가없는 한 열유속을 결정할 수 있다는 것을 고려해야한다.

상태 변화의 과정에서 우리는 잠열 (L)을 말하며, 이는 물질의 양이 상 또는 상태를 고체에서 액체로 변화 시키는데 필요한 에너지로 정의된다 (융해 열, Lf) 또는 액체에서 기체 상태 (기화열, Lv).

열의 형태로 이러한 에너지가 전적으로 위상 변화에서 소모되고 온도의 변화를 역전시키지 않도록 고려해야한다. 이러한 경우 기화 공정에서 열 흐름을 계산하는 표현식은 다음과 같습니다.

Q = Lv m

몰 비열이 사용되면 : Q = Lv n

융합 과정에서 : Q = Lf  m

몰 비열이 사용되면 : Q = Lf n

일반적으로 특정 열과 마찬가지로 대부분의 물질의 잠열은 이미 계산되어 테이블에서 쉽게 접근 할 수 있습니다. 예를 들어, 물의 경우 다음을 수행해야합니다.

Lf  = 0 ℃에서 334 kJ / kg (79.7 cal / g); Lv = 100 ° C에서 2257 kJ / kg (539.4 cal / g).

예제

냉동 물 (얼음) 125 ° C (증기)의 온도가 -25 ° C 내지 1 kg의 질량이 과정에서 소비되는 열을 가열 한 경우, 다음과 같이 물을 경우에 대해 계산된다 :

1 단계

-25ºC ~ 0ºC의 얼음.

Q = cm ΔT = 2050115 = 51250J

2 단계

액체 상태의 얼음 상태 변화.

Q = Lf  m = 3340001 = 334000J

3 단계

0 ºC에서 100 ºC 사이의 액체 용수.

Q = cm ΔT = 41861100 = 418600J

4 단계

액체 물에서 수증기로의 상태 변화.

Q = Lv m = 22570001 = 2257000J

5 단계

100 ºC에서 125 ºC 사이의 물 스팀.

Q = cm △ T = 2080 × 1 = 52000J

따라서 공정에서의 총 열 흐름은 5 단계 각각에서 생산 된 열 합계와 31112850 J.

참고 문헌

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). 물리학 볼륨 1. Cecsa.
  2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. 물리 화학의 세계. 열용량. (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 3 월 20 일 en.wikipedia.org에서 검색 함.
  3. 잠열 (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 3 월 20 일 en.wikipedia.org에서 검색 함.
  4. Clark, John, O.E. (2004). 과학의 필수 사전. 반즈 앤 노블 북.
  5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Physical Chemistry, (first edition 1978), 9 판, 2010, Oxford University Press, 영국 옥스포드.