Nhiệt kế nhạy thường được làm bằng vật liệu có nhiệt lượng riêng nhỏ. Chất giữ nhiệt được làm bằng vật liệu có nhiệt dung riêng lớn. Các hiện tượng tự nhiên như đất liền và gió biển cũng là kết quả của quá trình trao đổi nhiệt. Ứng dụng của nhiệt dung riêng và nhiệt dung riêng mol rất nhiều. Tuy nhiên, có một sự khác biệt lớn giữa chúng.
Nhiệt riêng so với nhiệt riêng của mol
Sự khác nhau giữa nhiệt dung riêng và nhiệt dung riêng mol là nhiệt dung riêng dùng để chỉ nhiệt dung của chất có khối lượng đơn vị, nhiệt dung riêng mol là nhiệt dung của chất có khối lượng 1 mol. Hơn nữa, trong khi nhiệt dung riêng phụ thuộc vào pha của chất trong hệ, thì nhiệt dung riêng phân tử không phụ thuộc vào nó.
Nhiệt dung riêng được coi là một tính chất chuyên sâu vì nó là nhiệt dung của một chất có khối lượng đơn vị không phụ thuộc vào khối lượng của chất đó. Nói chung, kim loại và cát có nhiệt dung riêng thấp nên chúng nóng lên nhanh chóng. Mặt khác, nước có nhiệt lượng riêng cao đáng kể, do đó, cần nhiều thời gian để tăng nhiệt độ nhỏ.
Nhiệt dung riêng của mol được coi là một tính chất mở rộng vì nó là nhiệt dung của một chất có kích thước 1 mol, phụ thuộc vào khối lượng của nó. Nhiệt dung riêng theo mol lại được chia thành hai loại. Trong trường hợp chất khí, chúng có hai mol riêng nóng. Nó thường được ký hiệu là cm và có hệ mét là J • kg-1• mol-1.
Bảng so sánh giữa nhiệt riêng và nhiệt riêng mol
| Các thông số so sánh | Nhiệt dung riêng | Nhiệt lượng riêng mol |
| Sự định nghĩa | Nhiệt lượng riêng: Là nhiệt lượng cần thiết của một chất có đơn vị khối lượng để tăng nhiệt độ của nó thêm 1 ° C (hoặc 1K). | Đó là tỷ lệ nhiệt năng được 1 mol chất ưa thích để tăng nhiệt độ của nó thêm 1 ° C (hoặc 1K). |
| Công thức | Công thức tính nhiệt dung riêng là: Q = MCT. | Công thức tính nhiệt dung riêng là: cM = q / n∆T |
| Đơn vị SI | J • kg-1• K-1. | Trong đơn vị SI, nhiệt dung riêng mol được biểu diễn là J • K-1• mol-1. |
| Đóng góp bởi | Nó được ký hiệu là c. | Nó được ký hiệu là cm. |
| Các yếu tố phụ thuộc vào nó | Nhiệt lượng nhất định của một chất phụ thuộc vào 3 yếu tố: Sự thay đổi nhiệt độ Đặc tính của chất trong hệ Pha của chất trong hệ. | Nhiệt dung riêng mol của một chất phụ thuộc vào 3 yếu tố sau: Nhiệt độ của chất đó Đặc tính của chất Điều kiện ứng dụng của nhiệt. |
Nhiệt dung riêng là gì?
Khi lấy dưa hấu từ tủ lạnh ra, người ta có thể nhận thấy nhiệt độ của dưa hấu vẫn giữ nguyên trong một thời gian, kể cả sau khi tiếp xúc với môi trường bên ngoài. Điều này là do nhiệt riêng của cả lớp bên trong và bên ngoài là khác nhau. Nhiệt lượng riêng có thể được định nghĩa là lượng nhiệt năng cần thiết của một chất có khối lượng đơn vị để tăng nhiệt độ của nó thêm 1 ° C (1K).
Do đó, một vật có nhiệt dung riêng cao cần nhiệt tương đối nhiều hơn các chất khác để tăng nhiệt độ trong một phút. Nói ngược lại thì cũng có thể kết luận rằng những vật, chất có nhiệt dung riêng lớn thì thời gian mất tâm là nhiều. Đó là vì chất hoặc vật cần mất nhiều nhiệt hơn khi nhiệt độ giảm trong một phút.
Vì dưa hấu có nước, có nhiệt dung riêng cao đáng kể là 4180 J • kg-1• K-1, nó vẫn mát mẻ mà không thay đổi nhiều về nhiệt độ trong một thời gian, ngay cả sau khi lấy ra khỏi tủ lạnh. Công thức cho nhiệt dung riêng là Q = MCT, trong đó Q là nhiệt năng, m là khối lượng của chất, c là nhiệt dung riêng của chất và T là nhiệt độ thay đổi mong muốn.
Có nhiều ứng dụng khác nhau của nhiệt cụ thể trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Dụng cụ nấu nướng và các vật dụng cần thiết như đồ dùng được làm bằng chất có nhiệt dung riêng nhỏ. Đó là bởi vì những vật liệu này cần một lượng nhiệt thấp để nóng lên. Hơn nữa, tay cầm của ấm cũng được làm bằng chất liệu như vậy để có thể thay đổi nhiệt độ thích hợp mà không làm nóng nhiều. Nhiệt lượng riêng cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì khí hậu của hành tinh chúng ta.
Nhiệt dung riêng mol là gì?
Trong trường hợp chất khí, số mol dễ chấp nhận hơn so với khối lượng. Như vậy, nhiệt dung riêng theo mol là nhiệt lượng cần thiết của 1 mol chất để kéo dài nhiệt độ của nó thêm 1 ° C (hay 1K). Công thức tính nhiệt lượng riêng theo mol là cm = q / n∆T, trong đó ∆q là nhiệt năng tính bằng jun, n là số mol, và ∆T là thay đổi nhiệt độ.
Càng lặn sâu, nhiệt dung riêng theo mol gồm hai loại; ở một thể tích ổn định và ở một áp suất ổn định. Khi áp suất không đổi, nó được biểu thị bằng Cp, dùng để chỉ nhiệt lượng riêng thu được do nung nóng chất rắn ở áp suất liên tục. Khi áp suất không đổi, nó được biểu thị bằng Cv, dùng để chỉ nhiệt lượng riêng thu được do nung chất rắn ở thể tích không đổi.
Mối quan hệ giữa Cp & Cv là Cp - Cv = nR. Tuy nhiên, mối quan hệ này chỉ có giá trị ở áp lực không đổi.
Sự khác biệt chính giữa nhiệt riêng và nhiệt riêng mol
Sự kết luận
Người ta có thể đo nhiệt lượng riêng và nhiệt lượng riêng mol của các chất bằng phương pháp đo nhiệt lượng, dùng để chỉ quá trình đo sự trao đổi nhiệt trong các quá trình khác nhau. Để đo nhiệt lượng diễn ra người ta dùng nhiệt lượng kế.
Nhiều nhiệt lượng kế khác nhau, chẳng hạn như nhiệt lượng kế đoạn nhiệt, nhiệt lượng kế phản ứng, nhiệt lượng kế bom, nhiệt lượng kế đoạn nhiệt và droperidol, nhiệt lượng kế kiểu Calvet, v.v. Nhiệt lượng kế được sử dụng thường là loại được cách nhiệt tốt. Nó chủ yếu được thực hiện để ngăn chặn bất kỳ sự trao đổi nhiệt nào giữa môi trường và nhiệt lượng kế. Các phép đo nhiệt lượng được chấp nhận và thừa nhận trên toàn thế giới.
