TechCodeview

Hvis du noen gang har gått langs en strand på en solrik dag og dyppet tærne i vannet for å avkjøle dem etter den varme sanden, du har utnyttet den spesifikke varmen til vann.

Til tross for hvordan det kan høres ut, refererer ikke spesifikk varme til den nøyaktige temperaturen til noe. Det er et større vitenskapelig konsept som har å gjøre med energien det tar å varme opp et stoff. Som du kanskje har lagt merke til fra eksempelet, ikke alle stoffer varmes opp med samme hastighet -derav de forskjellige temperaturene på sanden og vannet.

Vannets spesifikke varme er en av dets mest interessante egenskaper. I denne artikkelen skal vi dekke hva spesifikk varme er, hvilken ligning du bruker for å finne spesifikk varme, og hvorfor vannets spesifikke varme er så høy.

Komfyren, kjelen, vannet og dampen har alle forskjellige spesifikke varme.

Hva er spesifikk varme?

Spesifikk varme er et mål på varmekapasitet, eller hvor mye varme et materiale kan lagre ved endring av temperatur. En høy varmekapasitet betyr at et stoff kan absorbere mye varme før det registrerer en endring i temperaturen – tenk på hvor lang tid det tar før en gryte blir varm å ta på komfyren kontra hvor lang tid det tar vannet inne å bli varm . Det betyr at vann har en høyere varmekapasitet - det kan lagre mer varme før temperaturen endres.

nginx

Spesifikk varme refererer til den nøyaktige mengden varme som trengs for å gjøre én masseenhet av et stoff én grad varmere. For å gå tilbake til vårt eksempel, vil spesifikk varme identifisere nøyaktig hvor mye varme som kreves for å gjøre én enhet vann, for eksempel én kopp, én grad varmere.

Fordi varme egentlig er et mål på energioverføring, er det mer nøyaktig å si det spesifikk varme er faktisk en erklæring om hvor mye energi et stoff kan absorbere før en temperaturendring på én grad.

Spesifikk varme måles vanligvis i Joule og kilojoule per ett gram masse, med Celsius som et mål på temperatur. Kilogram og Fahrenheit kan brukes, men det er sjeldnere.

Et stoffs spesifikke varme kan påvirkes av temperatur og trykk, så spesifikk varme bestemmes vanligvis ved konstant temperatur og trykk, typisk 25 grader Celsius.

Hva er ligningen for spesifikk varme?

Ligningen for å beregne spesifikk varme er:

$$Q = s × m × ΔT$$

$Q$ representerer mengden varme, $s$ den spesifikke varmen (${Joules}/{gram * °Celsius}$), m massen til stoffet i gram, og $ΔT$ den observerte endringen i temperatur.

Ulike typer vann, som sjøvann, kan ha ulik spesifikk varme.

Hva er den spesifikke varmen til vann?

Noen stoffer varmes raskt opp, mens andre stoffer varmes opp sakte. Vann er en av de sistnevnte - det har en høy spesifikk varmekapasitet fordi det krever mer energi for å heve temperaturen.

Vann har en spesifikk varmekapasitet på 4182 J/kg°C. Fordi vann er et så viktig og vanlig stoff, har vi til og med en spesiell måte å identifisere mengden energi det tar å øke ett gram vann med én grad Celsius – en kalori. Dette er forskjellig fra den typen kalorier vi snakker om i mat. Den typen kalorier tilsvarer 1000 kalorier, og det er derfor matrelaterte kalorier også noen ganger refereres til som kilokalorier, eller kcal.

Den spesifikke varmen til vann er ganske mye høyere enn mange andre vanlige stoffer. For eksempel er den spesifikke varmen til jern 449 J/kg°C, sand er 830 J/kg°C, og eiketømmer er 2400 J/kg°C.

Det er fordi vann, som består av to hydrogenatomer og ett oksygenatom, er elektronegativt. Et elektronegativt atom er mer sannsynlig å trekke elektroner til seg selv, fordi den ene siden av atomet vil ha en delvis positiv ladning og den andre vil ha en delvis negativ ladning. De motsatt ladede sidene trekkes naturlig til hverandre, og danner en svakere hydrogenbinding. Det er derfor vann er i stand til å strømme forbi seg selv, men også binde seg sammen – det danner og bryter disse bindingene hele tiden.

Disse bindingene er også grunnen til at flytende vann har høy spesifikk varme. All energi som brukes til å varme opp vann, deles mellom å bryte bindingene og varme opp vannet. På grunn av dette, det tar mer energi å varme opp vann enn det gjør andre stoffer.

For eksempel, hvis du er på stranden på en solrik dag, vil du legge merke til at sanden ofte er ganske varm å gå på, men vannet føles alltid kjølig, selv på grunne. Det er fordi sand har en lavere spesifikk varmekapasitet - det tar mindre energi å øke temperaturen med én grad. Fordi vann har høy varmekapasitet, krever det mer energi for å heve temperaturen med én grad. Solen sender ut en mer eller mindre konstant energihastighet, som varmer opp sand raskere og vann saktere.

Sand har mye lavere spesifikk varme enn vann - det er derfor det blir varmt så fort!

Spesifikk varmetabell

Hvis du ikke allerede er kjent med joule og kalorier, kan disse tallene virke litt abstrakte. Ta en titt på denne tabellen for å gjøre deg kjent med noen vanlige spesifikke varmer i henhold til både Joule og Kalorier, og sammenlign dem med det du vet om hvordan disse stoffene varmes opp!

Hva blir det neste?

Klar for mer vannrelatert vitenskapelig kunnskap?Lær alt om vannabsorberende forbindelser (hensiktsmessig navngitte hydrater) og tetthet av vann .

Hvis den spesifikke varmen til vannet har fått deg til å brenne opp om kjemi, kan AP-kjemi være noe for deg! Sjekk ut dette AP kjemi pensum for å lære mer om hvilke emner som vil bli dekket.

for string array java

Eller kanskje du allerede er i AP-kjemi og leter etter noen tips og triks for hvordan du klarer eksamen. Sjekk ut dette veiledning til AP kjemi eksamen for alt du trenger å vite!

Hvis du ikke er helt klar for eksamen, men du trenger et lite ekstra løft i AP-kjemikurset ditt, denne AP Chemistry-studieguiden kan være akkurat det du leter etter.