Chapter 2: Chemistry of Life

Back to chapter

2.20:

Удельное тепло

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Biology

Specific Heat

Previous Video
2.19: Cohesion

Next Video
2.21: Vaporization

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Вещества по-разному поглощают тепло, и обладают разными теплоёмкостями, количеством тепловой энергии, необходимым для изменения температуры на один градус для определенной массы. Вода имеет более высокую теплоёмкость, чем близлежащие горные породы из-за более низкой молярной массы по сравнению с кремнием, который образует песчаник. Поскольку в воде больше молекул на грамм веса, она может поглощать больше энергии, поэтому изменение температуры занимает больше времени.Песок будет нагреваться быстрее, потому что в нём меньше молекул кремния. Таким образом, вода хорошо регулирует экстремальные температуры окружающей среды. Например, в прибрежных областях требуется больше времени для разогрева в течение дня и дольше, чтобы охладиться ночью, в то время как области, не имеющие выхода к морю, без воздействия воды, нагреваются и охлаждаются быстро, в результате чего в них наблюдаются более экстремальные температуры.

2.20:

Удельное тепло

Удельная теплоемкость вещества означает количество энергии, необходимое для нагрева одного грамма вещества на один градус. Вода обладает высокой теплоемкостью, поэтому для повышения ее температуры требуется много тепла. Точно так же вода должна терять много тепла, чтобы ее температура снизилась, поэтому она также медленно остывает после нагрева. Металлы, для сравнения, имеют низкую теплоемкость – они быстро нагреваются и быстро остывают.

Удельная теплоемкость определяется как количество энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма вещества на один градус Цельсия (1 ° C). Например, для повышения температуры одного грамма воды на 1 ° C требуется одна калория тепловой энергии. Удельная теплоемкость часто выражается в граммах, градусах Цельсия и калориях, но также может быть выражена в килограммах, Кельвинах (K) и джоулях (среди других единиц). Удельная теплоемкость воды составляет одну калорию / грамм ° C, или 4186 джоулей / килограмм K. Твердое золото имеет удельную теплоемкость ~ 0,03 калории / грамм ° C, или 129 джоулей / килограмм K. Золото имеет меньшую удельную теплоемкость, чем вода.

Такая практичная Природа

Высокая теплоемкость воды помогает регулировать экстремальные температуры окружающей среды. В городах рядом с большими водоемами температура меняется меньше, как по дням, так и по сезонам. В течение дня близлежащая вода поглощает тепловую энергию, охлаждая окружающую землю. Ночью вода выделяет свою тепловую энергию, сохраняя тепло в помещении. В городах, удаленных от крупных водоемов, дневные и сезонные температуры могут сильно колебаться. Песок и камни имеют более низкую теплоемкость, поэтому они быстро нагреваются днем и быстро выделяют тепло ночью.

В космосе вода закипает, а затем замерзает. Отчасти это происходит из-за высокой теплоемкости воды. В космосе вода сначала закипает из-за крайне низкого давления. В этом газообразном состоянии молекулы водяного пара находятся дальше друг от друга и могут быстро терять тепло при очень низких температурах космоса. Затем водяной пар превращается в кристаллы – процесс, называемый десублимацией.