بستگی انرژی به مقدار ماده(ظرفیت گرمایی و طرفیت گرمایی ویژه)
ظرفيت گرمايي يک جسم، گرماي مورد نياز براي افزايش دماي يک جسم به اندازه ي يک درجه سلسيوس است
در شکل مقابل مي بينيد که اگر دو هيتر را همزمان به برق وصل کنيم و به هردو ظرف گرماي يکساني بدهيم در زمان يکسان دماي اب 40 درجه بالا رفته است ولي همان 1 کيلو گرم اتيل الکل دمايش 62 درجه بالا رفته است. پس ظرفيت گرمايي اب بيشتر از الکل است
ظرفيت گرمايي ويژه مقدار گرماي لازم براي افزايش دماي يک گرم از جسم به انازه يک درجه ي سلسيوس است. ظرفيت گرماي ويژه اب کالري ناميده مي شود برابر با 4.184 ژول است. کالري غذايي برابر با 1000 کالري است که آن را با Cal نمايش مي دهند اما در شيمي کالري با cal نمايش داده مي شود
فرمول محاسبه ظرفيت گرمايي
است که اگر بر اساس ظرفيت گرمايي مولي محاسبه شود
شکل زیر نشان مي دهد که براي يک گرم از ماده ميزان انرژي که براي افزايش انرژي جنبشي نياز است يکسان است. اما براي رسيدن به دماي يکسان آب نسبت به مس ميزان زيادي از گرما را ذخيره مي کند. بنابراين ظرفيت گرمايي ويژه بيشتري دارد
مثال 1
اگر 585 ژول انرژي براي افزايش دماي 125.6 گرم جيوه از دماي 20 درجه به دماي 53.5 درجه نياز باشد . ظزفيت گرمايي ويژه و ظرفيت گرمايي مولي جيوه را حساب کنيد؟
q = mC (delta T)
q = total energy used = 585 J
m = mass of sample = 125.6 g
C = specific heat capacity (what you're trying to find)
delta T = change in temperature = 33.5 degrees C
585 J = (125.6 g)(C)(33.5 deg C)
So, C = 0.139 J / (g*degC)
براي بدست اوردن ظرفيت گرمايي مولي بايد اين عدد در جرم مولي جيوه ضرب شود
(200.59 g/mol):
(0.139 J/(g*degC) ) * (200.59 g/mol)
= 27.89 J / (mol*degC)
پس ظرفيت گرمايي برابر است با = 0.139 J / (g*degC) = 27.89 J / (mol*degC).
راه دوم
53.5 - 20 = 33.5 deg C
specific heat capacity = 585 J / (125.6 g x 33.5 deg) = 0.139 J / g deg
molar heat capacity = (0.139 J / g deg) x (200.59 g/mol) = 27.9 J/mol deg.
مثال دوم
پيدا کنيد ظرفيت گرمايي ويژه آهن را وقتي که 150.0 گرم آهن که تا 125 درجه سانتيگراد گرم شده است در کالريمتري قرار گيرد که داراي 75 گرم آب است. و دماي اب از 21.7 درجه تا 40 درجه افزوده مي شود؟
Q=mCT
mCT=mCT
75*4.18*(40-21.7) = 150*Cfe*(125-40)
Cfe = 0.45 joule/gram °C
چند مثال ديگر
محاسبه کنيد مقدار گرماي مورد نياز براي افزايش دماي 250 گرم آب از دماي 20 درجه به 56 درجه ساتيگراد چقدر است؟
q = m x Cg x (Tf - Ti)
m = 250g
Cg = 4.18 J oC-1 g-1 (from table above)
Tf = 56oC
Ti = 20oC
q = 250 x 4.18 x (56 - 20)
q = 250 x 4.18 x 36
q = 37 620 J = 38 kJ
محاسبه کنيد ظرفيت گرمايي ويژه مس را زماني که 204.75 ژول انرژي سبب افزايش دماي 15 گرم مس از 25 درجه به 60 درجه شده است؟
q = m x Cg x (Tf - Ti)
q = 204.75 J
m = 15g
Ti = 25oC
Tf = 60oC
204.75 = 15 x Cg x (60 - 25)
204.75 = 15 x Cg x 35
204.75 = 525 x Cg
Cg = 204.75 ÷ 204.75 = 0.39 JoC-1 g-1
براي هر کدام از اشکال زير يک مسئله بنويسيد و حل کنيد؟
«معلم شهید محمدجواد حسن زاده » ، شهیدی که مدتی نیست از ما جدا شده و جزو همان شهدایی است که مدتی پیش از این در فضای شهر یا کوچه ما نفس می کشیده و ما غافل از حضور او، غرق دل مشغولی های دنیایی خود بودیم، بدون این که بتوانیم حضور او را حس کنیم . راستی تا به حال هیچ فکر کرده اید چطور می توان حضور یک شهید را حس کرد؟ براستی آیا شهدا را می توان درک کرد؟ مگر این ذهن های زنگ زده دنیایی دیگر جایی برای شهدا در خود باقی گذاشته اند؟ آن قدر غرق شده ایم که از محیط اطرافمان بیگانه ایم .مدیون شهدا و خون کسانی نمانیم که برای راحتی و آسایش ما جان بر کف رخت مردانه ی شجاعت و شهادت پوشیدیند و به اعلا علیین پر کشیدند!!!