Primul principiu al termodinamicii-Capacitate; calorific s

Capacitățile de căldură au fost definite în paragraful anterior ca derivate parțiale ale mărimilor de stare și comparate cu temperatura:

termodinamicii-capacitate

,

Scopul acestui capitol este de a clarifica aceste noțiuni de capacități termice și, în special, de a specifica vocabularul utilizat. Aceste concepte pot fi înțelese greșit, deoarece simbolul folosit este întotdeauna același (sau), indiferent de tipul de capacitate termică.

Aceasta este cantitatea de căldură care trebuie furnizată unui sistem pentru a-și crește temperatura cu 1 ° C. Distingem capacitatea de căldură la presiune constantă și, la volum constant.

De exemplu, un sistem format din 200 g apă lichidă la 25 ° C va avea o capacitate termică de 836 J.K -1 .

Capacitatea termică a unui sistem este întotdeauna exprimată în unități de energie pe grad, adică în J.K -1 în sistemul internațional de unități. Capacitatea de căldură a unui sistem depinde de mărimea acestui sistem și este aditivă, adică dacă un sistem include mai mulți constituenți corespunde sumei capacităților de căldură ale fiecăruia dintre acești constituenți. De exemplu, dacă sistemul corespunde cu 400 g apă lichidă la 25 ° C plasat într-un recipient din sticlă, capacitatea termică a sistemului va fi suma capacității termice a apei lichide (1672 JK -1) și a capacității termice a recipientului din sticlă.

Capacitatea de căldură molară din J. mol -1 .K -1 corespunde unui sistem definit ca un mol al unui compus (expresia „căldură specifică” este uneori utilizată).

Astfel, capacitatea de căldură molară a apei lichide este de 75,2 J. mol -1 .K -1 la 25 ° C. (Vom verifica dacă această valoare este compatibilă cu cea anterioară și că face posibilă găsirea valorii a 200 g de apă lichidă, adică de; într-adevăr,.)

Capacitatea termică specifică în J.kg -1 .K -1 sau J.g -1 .K -1 corespunde unui sistem definit de unitatea de masă (kg sau g) a unui compus. (uneori folosim expresia „căldură specifică”)

Încă la 25 ° C, pentru apa lichidă, capacitatea specifică de căldură va fi egală cu 4180 J.kg -1 .K -1 sau 4.18 J.g -1 .K -1 .

Rețineți că vechea unitate de energie, caloria, a fost definită din capacitatea specifică de căldură a unui gram de apă.

Capacitatea termică a unui sistem din J. K -1 corespunde cu cea a conținutului sistemului, adică corespunde conținutului și containerului sistemului. În special, în cazul unui calorimetru, capacitatea de căldură a calorimetrului este capacitatea de căldură a lichidelor conținute în calorimetru și cea a calorimetrului în sine. Acesta din urmă este uneori exprimat ca masa de apă având aceeași capacitate de căldură ca și calorimetrul, este valoarea apei calorimetrului.

Capacitatea de căldură a unui calorimetru este, în general, destul de redusă, de ordinul a câteva zeci de Jouli. Este o cantitate experimentală care este determinată din măsurători și calcule de tipul descris în paragraful „Exemple de calcule calorimetrice, calculul temperaturii finale a unui sistem în timpul amestecării a 2 lichide miscibile”.

Valoarea apei unui calorimetru corespunde masei de apă având aceeași capacitate termică ca și calorimetrul gol. Astfel, un calorimetru cu o capacitate de căldură de 80 J K -1 va avea o valoare a apei de 19,1 g .