Суть теплоёмкости

Возник вопрос относительно данного параметра вещества. Почитал, пишут, что разные вещества обладают разной удельной теплоёмкостью, но глубже вопрос не раскрывается. К примеру у древесины это 1,7, а у стали 0,47. То есть, чтобы нагреть 1 кг древесины на один градус, нужно затратить энергии примерно в 4 раза больше чем нагреть 1 кг стали на этот же градус. Так же, если смотреть данные теплоёмкости у разных веществ, можно заметить корреляцию с их плотностью и теплопроводностью (но это не всегда так) В чём суть явления? Получается, что энергия расходуется не только на нагрев, а на что-то ещё? Или тут для понимания не хватает ещё какой-то физической величины?

Лига Физиков

280 постов2.3K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Запрещено:
- Оскорблять участников сообщества, а так же пользователей Пикабу.
- Публиковать посты, которые не относятся к физике
- Рекламировать кого-либо, чего-либо
- Нарушать правила Пикабу.

Автор поста оценил этот комментарий

так "это если очень упрощенно"

а если нет очень, то

во первых в древесине целлюлозы процентов 30,

во вторых, вспомним, что тепло - это кинетическая энергия движения частиц вещества, у металлов возможных движений атома, т.е. степенней свободы 3 штуки -  по 3 осям

у той жи целюлозы таких движений будет больше, она биополимер - т.е. имеет длинную цепь из одинаковых глюкозных фрагментов, эта цепь может гнуться и крутиться, т.е. степеней свободы штук 9... можит больше

- в третьих кроме целлюлозы там присутствуют крупные молекулы, в основном состоящий из легких атомов, т.е. у них тоже будет много степеней свободы

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Всё понял, допёрло
Автор поста оценил этот комментарий
Ну да, так и есть. В общем разобрался, чем меньше молярная масса, тем больше удельная теплоёмкость. А физическая величина, которая мне была непонятна, это удельная молярная масса, она примерно одинакова у всех веществ
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Черд, описка, молярная теплоёмкость, а не удельная молярная масса ))
1
Автор поста оценил этот комментарий

Теплота это и есть кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов этого вещества.

Нагрев (вещества) и придание кинетической энергии отдельным частицам (вещества) - один процесс.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Ну да, так и есть. В общем разобрался, чем меньше молярная масса, тем больше удельная теплоёмкость. А физическая величина, которая мне была непонятна, это удельная молярная масса, она примерно одинакова у всех веществ
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

энергия тратится, в общем случае, только на нагрев, т.е. на придание скорости атомам/молекулам вещества, соответственно, чем молекул больше, тем больше надо энергии... это если очень упрощенно

чсх молярная теплоемкость  - т.е. теплоемость 1 моля (6.02х10^23 штук атомов/молекул) у разных веществ отличается незначительно

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Ну вот у целлюлозы молярная масса больше чем у железа, то есть 1 кг целлюлозы содержит меньше молекул, чем 1 кг железа, а теплоёмкость наоборот больше
показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий

Почему разные вещества имеют различную теплоемкость?

Эту зависимость можно объяснить с точки зрения атомно-молекулярного строения веществ. Чем плотнее вещество, тем ближе в нем расположены частицы, следовательно, им легче передать друг другу кинетическую энергию (энергию движения).

В чём суть явления?

Чтобы нагреть 1 кг какого-либо металла, ему нужно сообщить меньше энергии (теплоты), чем при нагреве жидкости или газа. Поэтому удельная теплоемкость металлов меньше, чем жидкостей и газов.

Можно заметить, что удельная теплоемкость вещества обратна его теплопроводности. Например, металлы обладают высокой теплопроводностью, а воздух – низкой.

1 кг древесины на один градус, нужно затратить энергии примерно в 4 раза больше чем нагреть 1 кг стали на этот же градус.

Древесина по составу - длинные молекулы органики, в т.ч. целлюлоза, вода. зазоры между волокнами древесины. Это обеспечивает низкую неоднородную плотность и меньший вес по сравнению с металлом.

Чистый металл - как правило, кристаллическая решетка, плотная.


https://scienceland.info/physics8/specific-heat


Явление теплопроводности состоит в переносе теплоты структурными частицами
вещества - молекулами, атомами, электронами - в процессе их теплового движения. Такой
теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением
температуры, но механизм переноса теплоты зависит от агрегатного состояния тела.
В жидкостях и твердых телах (диэлектриках) - перенос теплоты осуществляется
путем непосредственной передачи теплового движения молекул и атомов соседним
частицам вещества.
В газообразных телах распространение теплоты теплопроводностью происходит
вследствие обмена энергией при соударении молекул, имеющих различную скорость
теплового движения.
В металлах теплопроводность осуществляется главным образом вследствие
движения свободных электронов.


http://www.itp.nsc.ru/msmakarov/papers/000098/000098.pdf

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
То есть, другими словами, энергия в менее плотных веществах тратится не только на нагрев, но и на придание кинетической энергии отдельным частицам? Получается на нашем уровне это будет теплота, а на атомном всё же кинетическая энергия
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Энергия при нагреве тратится всегда на нагрев
А теплоемкость и теплопроводность связаны со структурой рассматриваемого вещества. Поэтому и может возникать корреляция. Однако общей формулы связи между ними нет, да и вряд ли будет

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Это понятно, но как объяснить, что 1 кг одного вещества,при одной и той же температуре, обладает большей теплоёмкостью в сравнении с 1 кг другого вещества? Должно быть какое-то понятие объясняющее это
показать ответы
4
Автор поста оценил этот комментарий
Теплоёмкость и теплопроводность - не путайте))
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
А кто путает?
Автор поста оценил этот комментарий

Ну ты сравнил. Древесина и сталь. Кристалл и органику. Энергия(при прочих равных) тратится только на нагрев.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Ну сравни что считаешь корректным
Автор поста оценил этот комментарий

Ты точно не по адресу сюда пишешь. Тут в моде, допустим, чувак, который собирает использованные гандоны, бычки, и мусор по оврагам, и ходит в зелёных колготках. А тёлки тут популярные те, кто фотает свои раздвинутые ягодицы (только лично я не понимаю для чего: показывают, откуда они какают, или куда их ебать) . А ты им про теплопроводность... Ты точно не по адресу

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
В школу меня не пускают и думаю далеко не каждый учитель физики сможет мне помочь, хотя рад заблуждаються