Обновлено:

Удельная теплоемкость и температура

Удельная теплоемкость показывает, сколько энергии нужно для нагревания 1 кг вещества на 1°C. Она определяет скорость изменения температуры тела при подводе или отводе тепла. На странице даны формулы, таблицы значений для типичных веществ и практические примеры расчетов.

Выберите тип расчета
Параметры расчета

Что такое удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость (обозначается c) — это физическая величина, которая показывает количество теплоты, необходимое для нагревания одного килограмма вещества на один градус Цельсия (или Кельвина). Единица измерения: Дж/(кг·°C) или кал/(г·°C).

Каждое вещество имеет свою удельную теплоемкость, которая зависит от его молекулярной структуры. Знание этого параметра критически важно в инженерии, кулинарии, энергетике и быту.

Формула расчета теплоты и температуры

Основная формула связи теплоты, массы, удельной теплоемкости и температуры:

$$Q = m \times c \times \Delta T$$

Где:

Для расчёта изменения температуры:

$$\Delta T = \frac{Q}{m \times c}$$

Для расчёта массы:

$$m = \frac{Q}{c \times \Delta T}$$

Таблица удельной теплоемкости веществ

ВеществоУдельная теплоемкость, Дж/(кг·°C)
Вода4200
Лёд2100
Алюминий920
Железо460
Медь380
Стекло840
Песок800
Кирпич840
Воздух1005
Масло растительное1700

Как пользоваться формулой на практике

Пример 1: Нагревание воды

Нужно нагреть 2 кг воды с 20°C до 80°C. Какое количество теплоты потребуется?

Пример 2: Определение конечной температуры

Медный слиток массой 0,5 кг получил 9200 Дж тепла. Его начальная температура 20°C. Какова конечная температура?

Практическое применение

Отопление и теплоснабжение: расчёт энергии для нагрева воды в системах отопления и ГВС

Кулинария: определение времени нагревания пищи в зависимости от материала посуды

Материаловедение: подбор материалов для объектов, подверженных нагреву (печи, теплообменники)

Охлаждение: расчёт систем кондиционирования и холодильных установок

Производство: контроль температурных режимов технологических процессов

Важные замечания

Заключение

Удельная теплоемкость — фундаментальный параметр, связывающий количество тепла с изменением температуры тела. Используя формулу Q = m × c × ΔT и таблицы значений, можно быстро рассчитать энергетические затраты на нагревание или охлаждение любого вещества. Это знание применимо как в учебных задачах физики, так и в инженерной практике.

Часто задаваемые вопросы

Что такое удельная теплоемкость?

Удельная теплоемкость (c) — это количество энергии в джоулях, необходимое для нагревания 1 килограмма вещества на 1 градус Цельсия. Единица измерения: Дж/(кг·°C). Чем выше удельная теплоемкость, тем больше энергии требуется для изменения температуры тела.

Как связаны удельная теплоемкость и температура?

Удельная теплоемкость показывает, на сколько градусов изменится температура тела при поглощении определённого количества тепла. Чем меньше удельная теплоемкость, тем быстрее растет температура при одинаковом притоке тепла.

Какая формула для расчета теплоты через удельную теплоемкость?

Формула: Q = m × c × ΔT, где Q — теплота (Дж), m — масса тела (кг), c — удельная теплоемкость (Дж/(кг·°C)), ΔT — изменение температуры (°C).

Какая удельная теплоемкость воды?

Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг·°C). Это одно из самых высоких значений среди веществ, поэтому вода долго нагревается и долго остывает.

Как рассчитать изменение температуры, если известны теплота и масса?

Из формулы Q = m × c × ΔT получаем: ΔT = Q / (m × c). Разделите количество тепла на произведение массы и удельной теплоемкости вещества.

Почему песок нагревается быстрее воды на солнце?

Удельная теплоемкость песка (примерно 800 Дж/(кг·°C)) намного ниже, чем у воды (4200 Дж/(кг·°C)). При одинаковом количестве солнечной энергии песок нагревается на большее число градусов.

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.