Façons de mesurer la capacité de chaleur

Une certaine quantité d'énergie va chauffer une bouilloire d'eau de la température ambiante à ébullition . La même quantité appliquée à un ensemble de baignoire remplie d'eau va élever la température par pas plus de quelques degrés. La capacité thermique - la quantité d'énergie thermique nécessaire pour élever la température d'un objet par une quantité spécifique - est directement proportionnelle à la masse de l'objet . Elle dépend aussi d'une propriété physique de la substance appelée chaleur spécifique . La quantité d'énergie requise pour chauffer un gramme d'or par un degré ne sera pas élever un gramme d'eau d'un degré. L'eau a une chaleur spécifique plus élevée . Chaleur spécifique

La chaleur spécifique est une propriété intrinsèque d'une substance et est indépendante de sa masse . Il s'agit de la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température d'une masse spécifique de la substance par un degré Celsius , et est habituellement exprimée en joules par gramme . L'or a une chaleur spécifique de 0,129 , tandis que la chaleur spécifique de l'eau est 4.179 .
Chaleur Capacité

Il existe une relation très simple entre la capacité thermique et la chaleur spécifique . La chaleur spécifique multipliée par la masse, en grammes , est la capacité calorifique . La capacité thermique d'un kilogramme d' eau est de 4179 joules /degrés Celsius . C'est une simple question de chercher la chaleur spécifique d'une substance connue , mesurer sa masse , et de calculer sa capacité thermique . Si vous ne savez pas ce que la substance est et avez besoin de mesurer directement , ce qui nécessitera plus d'efforts .
Mesure

Pour déterminer la capacité de chaleur ou de la chaleur spécifique d'une substance inconnue , tout ce que vous devez faire est de mesurer la masse de la substance , ajouter de l'énergie thermique à elle , mesure la quantité de chaleur que vous ajoutez, puis mesurer la quantité par laquelle la température monte . La mesure de la masse et les changements de température sont très simples . La détermination exacte de la quantité de chaleur ajoutée au système est un problème plus difficile . Vous ne pouvez pas utiliser votre bec Bunsen , parce que vous ne savez pas combien de joules d'énergie qu'elle produit, et combien est perdu à l'air . Vous avez besoin d'une manière précise et exacte pour mesurer exactement la quantité de chaleur nécessaire pour élever votre substance par un certain nombre de degrés .
Électricité

La puissance est l'énergie au fil du temps et un watt est égal à un joule par seconde . Alimentation dans un circuit électrique est aussi égale au produit de l'intensité et de la tension . Si vous chauffez votre substance avec un élément de chauffage dans un circuit électrique équipé d' un ampèremètre et un voltimeter , vous pouvez déterminer la quantité d'énergie , en watts , en multipliant les temps de tension ampérage . Notez le nombre de secondes nécessaires pour élever la température de la substance par un degré Celsius . Multipliez ce temps par le pouvoir , et vous aurez la quantité d'énergie utilisée , qui est la capacité calorifique de l'échantillon . Rappelons que la capacité thermique est fonction de la masse de l'objet . Diviser par la masse , en grammes , de déterminer la chaleur spécifique de la substance .
Eau

Une autre approche utilise une capacité de chaleur connue pour mesurer un inconnu . Un kilogramme d'eau a une capacité de chaleur de 4179 joules /degré Celsius. Noter la température d'un kilogramme d'eau . Ajouter une masse connue d'une autre substance à une température plus élevée et attendre que la température est venu à un équilibre et d'enregistrer le changement de température . Utiliser un récipient bien isolé , ou vous allez perdre de la chaleur et de la précision . Supposons que la température d'équilibre finale est de 10 degrés de plus que l'eau était au début . Vous savez que la nouvelle substance doit avoir conféré 41790 joules à l'eau , et perdu autant lui-même. Divisez 41 790 par le changement de température de la nouvelle substance en degrés Celsius et vous aurez la capacité de chaleur de la substance . Diviser en masse pour obtenir la chaleur spécifique .