Nhiệt dung riêng là gì? Ký hiệu, công thức tính

Trong lĩnh vực vật lý và nhiệt động lực học, nhiệt dung riêng là một đại lượng quan trọng để mô tả khả năng của một chất để hấp thụ nhiệt độ. Nó thể hiện mức độ mà nhiệt lượng cần thiết để thay đổi nhiệt độ của một đơn vị khối lượng của chất đó. Nhiệt dung riêng còn cho biết khả năng của một chất để lưu trữ hoặc truyền nhiệt. Trong bối cảnh này, chúng ta sẽ tìm hiểu về định nghĩa, ký hiệu và công thức tính nhiệt dung riêng.

Nhiệt dung là gì?

Nhiệt dung là một đại lượng vật lý mô tả khả năng của một chất hấp thụ nhiệt lượng để thay đổi nhiệt độ của nó. Nó là lượng nhiệt cần thiết để tăng (hoặc giảm) nhiệt độ của một đơn vị khối lượng của chất đó một độ nhiệt độ nhất định. Đơn vị đo của nhiệt dung trong hệ đo lường SI là Joule trên kilogram độ C (J/kg°C).

Nhiệt dung riêng là gì?

Nhiệt dung riêng, được ký hiệu là c, là một dạng cụ thể của nhiệt dung, chỉ ám chỉ đến nhiệt dung của một đơn vị khối lượng của chất đó. Nhiệt dung riêng là đại lượng quan trọng trong việc mô tả tính chất nhiệt động của các chất, và nó thường được sử dụng trong các phương trình và công thức liên quan đến trao đổi nhiệt và biến đổi nhiệt độ của vật liệu.

Ký hiệu và đơn vị nhiệt dung riêng

Ký hiệu:

• Nhiệt dung riêng thường được ký hiệu bằng chữ C.

• Một số tài liệu cũng có thể sử dụng ký hiệu c hoặc cp.

Đơn vị:

Đơn vị đo lường nhiệt dung riêng theo hệ thống SI là Joule trên kilôgam trên Kelvin (J·kg⁻¹·K⁻¹) hoặc J/(kg·K).

Các đơn vị khác bao gồm:

• Calorie trên gram trên độ Celsius (cal/g·°C)

• Btu trên pound trên độ Fahrenheit (Btu/lb·°F)

• Kilôjoule trên kilôgam trên Kelvin (kJ/kg·K)

Ví dụ: Nhiệt dung riêng của nước là 4.18 J/(kg·K), tức là cần 4.18 Joule năng lượng để tăng nhiệt độ của 1 kg nước lên 1 Kelvin.

Nhiệt dung riêng của thép là 0.49 J/(kg·K), tức là cần 0.49 Joule năng lượng để tăng nhiệt độ của 1 kg thép lên 1 Kelvin.

Lưu ý: Nhiệt dung riêng của một chất có thể thay đổi theo nhiệt độ và trạng thái.

Khi so sánh giá trị nhiệt dung riêng của các chất, cần đảm bảo rằng chúng được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và trạng thái.

Công thức tính nhiệt dung riêng của các chất

Công thức tính nhiệt dung riêng (C) của một chất:

C = Q / (m * Δt)

Trong đó:

• C: Nhiệt dung riêng của chất (J/(kg·K))

• Q: Nhiệt lượng cung cấp cho chất (J)

• m: Khối lượng của chất (kg)

• Δt: Độ chênh lệch nhiệt độ của chất (K)

Ví dụ:

Giả sử: Cung cấp 1000 J nhiệt lượng cho 1 kg nước.

Nhiệt độ của nước tăng từ 20°C lên 30°C.

Tính:

Độ chênh lệch nhiệt độ: Δt = 30°C - 20°C = 10°C

Nhiệt dung riêng của nước: C = Q / (m * Δt) = 1000 J / (1 kg * 10°C) = 4.18 J/(kg·K)

Lưu ý:

Công thức này chỉ áp dụng cho trường hợp truyền nhiệt ở điều kiện áp suất không đổi (áp suất đẳng áp).

Nhiệt dung riêng của một chất có thể thay đổi theo nhiệt độ và trạng thái.

Khi so sánh giá trị nhiệt dung riêng của các chất, cần đảm bảo rằng chúng được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và trạng thái.