Количество теплоты в физике с формулами и примерами

Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества

Количеством теплоты называют количественную меру изменения внутренней энергии тела при теплообмене (или теплопередаче).
Количество теплоты — это энергия, которую тело отдаёт при теплообмене (без совершения работы). Количество теплоты, как и энергия, измеряется в джоулях (Дж).

Теплоёмкость — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус. Теплоёмкость тела обозначается Количество теплоты в физике .
От чего зависит теплоёмкость тела? Прежде всего, от его массы. Ясно, что для нагрева, например, 1 килограмма воды потребуется больше тепла, чем для нагрева 200 граммов.
Так она зависит от рода вещества.
Таким образом, для нагревания одной и той же массы разных веществ до одинаковой температуры требуется разное количество теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела и, следовательно, его теплоёмкость зависят от рода вещества, из которого состоит это тело.

Например, чтобы увеличить на 1°С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания на 1°С такой же массы подсолнечного масла необходимо количество теплоты, равное 1700 Дж.
Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 С, называется удельной теплоёмкостью этого вещества.
У каждого вещества своя удельная теплоёмкость, которая обозначается с и измеряется в джоулях на килограмм-градус Количество теплоты в физике .
Удельная теплоёмкость одного и того же вещества в разных агрегатных состояниях (твёрдом, жидком и газообразном) различна. Например, удельная теплоёмкость воды равна Количество теплоты в физике , а удельная теплоёмкость льда ; алюминий в твёрдом состоянии имеет удельную теплоёмкость , а в жидком — .
Из вышеизложенного ясно, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого состоит тело (т. е. его удельной теплоёмкости), и от массы тела. Ясно также, что количество теплоты зависит от того, на сколько градусов мы собираемся увеличить температуру тела.

Итак, чтобы определить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, нужно удельную теплоёмкость тела умножить на его массу и на разность между его конечной и начальной температурами:
Количество теплоты в физике
где — количество теплоты, — удельная теплоёмкость, — масса тела, — начальная температура, — конечная температура.
При нагревании тела Количество теплоты в физике , и, следовательно, . При охлаждении тела и, следовательно, .
В случае если известна теплоёмкость всего тела определяется по формуле.