დავუშვათ, თქვენ დაასხით წყლის ფიქსირებული რაოდენობა ორ განსხვავებულ ჭიქაში. ერთი ჭიქა მაღალი და ვიწროა, ხოლო მეორე ჭიქა მაღალი და განიერი. თუ თითოეულ ჭიქაში წყლის რაოდენობა იგივეა, ვიწრო ჭიქაში წყლის დონე უფრო მაღალი იქნება.
ამ თაიგულების სიგანე სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის ანალოგია. ამ ანალოგიით, ვედროებში ჩაედინება წყალი შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც სითბოს ენერგია, რომელიც ემატება ორ განსხვავებულ მასალას. ველებზე დონის აწევა ანალოგიურია ტემპერატურის მომატებისა.
რა არის სითბოს სპეციფიკური ტევადობა?
მასალის სპეციფიკური სითბოს ტევადობა არის სითბოს ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ამ მასალის ერთეული მასის 1 კელვინით (ან ცელსიუსის ხარისხით) ასამაღლებლად. სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის SI ერთეულია J / kgK (ჯოლები თითო კილოგრამზე × კელვინი).
კონკრეტული სითბო განსხვავდება მასალის ფიზიკური თვისებების გათვალისწინებით. როგორც ასეთი, ეს არის მნიშვნელობა, რომელსაც ჩვეულებრივ ეძებთ ცხრილში. ᲡიცხეQდაემატა მასის მასალასმსპეციფიკური სითბოს ტევადობითგიწვევს ტემპერატურის ცვლილებასΔTგანისაზღვრება შემდეგი ურთიერთობებით:
Q = mc \ დელტა T
წყლის სპეციფიკური სითბო
გრანიტის სპეციფიკური სითბოს ტევადობაა 790 J / kgK, ტყვია 128 J / kgK, მინა 840 J / kgK, სპილენძი 386 J / kgK და წყალი 4,186 J / kgK. გაითვალისწინეთ, რამდენად მეტია წყლის სპეციფიკური სითბური ტევადობა სიის სხვა ნივთიერებებთან შედარებით. გამოდის, რომ წყალს ნებისმიერი ნივთიერების ერთ-ერთი ყველაზე მაღალი სპეციფიკური სითბური ტევადობა აქვს.
უფრო მეტი სპეციფიკური სითბოს ტევადობის მქონე ნივთიერებებს შეიძლება ჰქონდეთ ბევრად უფრო სტაბილური ტემპერატურა. ანუ, მათი ტემპერატურა იმდენად არ იცვლება, როდესაც სითბოს ენერგიას დაამატებთ ან ამოიღებთ. (გაიხსენეთ ჭიქის ანალოგია ამ სტატიის დასაწყისში. თუ ფართო და ვიწრო ჭიქას დაამატებთ და გამოაკლებთ სითხის იმავე რაოდენობას, დონე გაცილებით ნაკლებად იცვლება ფართო ჭიქაში.)
ამის გამო, ზღვისპირა ქალაქებში გაცილებით ზომიერი კლიმატია, ვიდრე შიდა ქალაქებში. წყლის ამხელა სხეულთან ახლოს ყოფნა მათი ტემპერატურის სტაბილიზაციას ახდენს.
წყლის დიდი სპეციფიკური სითბოა ასევე ის, რომ როდესაც პიცას ღუმელიდან იღებთ, ქერქი გაცივების შემდეგ სოუსი მაინც დაწვავთ. წყლის შემცველმა სოუსმა გაცილებით მეტი სითბოს ენერგია უნდა გასცეს, სანამ ტემპერატურა დაეცემა ქერქთან შედარებით.
კონკრეტული სითბოს სიმძლავრის მაგალითი
დავუშვათ, რომ 1 კგ ქვიშას დაემატება 10,000 J სითბოს ენერგია (გს = 840 J / kgK) თავდაპირველად 20 გრადუსი ცელსიუსით, ხოლო იგივე რაოდენობის სითბოს ენერგია ემატება ნარევს 0,5 კგ ქვიშა და 0,5 კგ წყალი, ასევე თავდაპირველად 20 C ტემპერატურაზე. როგორ შედარებულია ქვიშის საბოლოო ტემპერატურა ქვიშის / წყლის ნარევის საბოლოო ტემპერატურასთან?
გამოსავალი:პირველი, ამოხსენით სითბოს ფორმულაΔTმიიღოს:
\ Delta T = \ frac {Q} {mc}
ქვიშისთვის, თქვენ მიიღებთ შემდეგ ცვლილებას ტემპერატურაში:
\ დელტა T = \ frac {10,000} {1 \ ჯერ 840} = 11,9 \ ტექსტი {გრადუსი}
რაც იძლევა საბოლოო ტემპერატურას 31.9 C
ქვიშის და წყლის ნარევისთვის, ეს ცოტა უფრო რთულია. თქვენ არ შეგიძლიათ მხოლოდ სითბოს ენერგია თანაბრად გაყოთ წყალსა და ქვიშას შორის. ისინი ერთმანეთში არიან შერეული, ამიტომ მათ უნდა განიცადონ იგივე ტემპერატურის ცვლილება.
მიუხედავად იმისა, რომ იცით საერთო სითბური ენერგია, ჯერ არ იცით რამდენი იღებს თითოეულს. დაეQსიყოს ენერგია სითბოსგან, რომელსაც ქვიშა იღებს დაQვიყოს ენერგიის რაოდენობა, რომელსაც წყალი იღებს. ახლა გამოიყენეთ ის ფაქტი, რომQ = Qს + Qვშემდეგის მისაღებად:
Q = Q_s + Q_w = m_sc_s \ დელტა T + m_wc_w \ დელტა T = (m_sc_s + m_wc_w) \ დელტა T
ახლა ამის მოგვარება მარტივიაΔT:
\ დელტა T = \ frac {Q} {m_sc_s + m_wc_w}
ციფრების ჩართვა შემდეგ იძლევა:
\ დელტა T = \ frac {10,000} {0,5 \ ჯერ 840 + 0,5 \ ჯერ 4,186} = 4 \ ტექსტი {გრადუსი}
ნარევი მხოლოდ 4 C- ით იზრდება, საბოლოო ტემპერატურა 24 C, მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე სუფთა ქვიშა!