«Теплоемкость»

см. Газы, Теплота, Физические свойства простых тел.

количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус; точнее — отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению Т. единицы массы вещества (г, кг) называется удельной теплоёмкостью, 1 моля вещества — мольной (молярной) Т.

Количество теплоты, поглощённой телом при изменении его состояния, зависит не только от начального и конечного состояний (в частности, от их температуры), но и от способа, которым был осуществлен процесс перехода между ними. Соответственно от способа нагревания тела зависит и его Т. Обычно различают Т. при постоянном объёме (C_v) и Т. при постоянном давлении (С_р), если в процессе нагревания поддерживаются постоянными соответственно его объём или давление. При нагревании при постоянном давлении часть теплоты идёт на производство работы расширения тела, а часть — на увеличение его внутренней энергии (См. Внутренняя энергия), тогда как при нагревании при постоянном объёме вся теплота расходуется только на увеличение внутренней энергии; в связи с этим c_p всегда больше, чем c_v. Для газов (разреженных настолько, что их можно считать идеальными) разность мольных Т. равна c_p — c_v = R, где R — универсальная Газовая постоянная, равная 8,314 дж/(моль․ К), или 1,986 кал/(моль․ град). У жидкостей и твёрдых тел разница между С_р и C_v сравнительно мала.

Теоретическое вычисление Т., в частности её зависимости от температуры тела, не может быть осуществлено с помощью чисто термодинамических методов и требует применения методов статистической физики (См. Статистическая физика).Для газов вычисление Т. сводится к вычислению средней энергии теплового движения отдельных молекул. Это движение складывается из поступательного и вращательного движений молекулы как целого и из колебаний атомов внутри молекулы. Согласно классической статистике (то есть статистической физике, основанной на классической механике), на каждую степень свободы поступательного и вращательного движений приходится в мольной Т. (C_v) газа величина, равная. R/2; а на каждую колебательную степень свободы — R, это правило называется Равнораспределения законом. Частица одноатомного газа обладает всего тремя поступательными степенями свободы, соответственно чему его Т. должна составлять ³/₂ R [то есть около 12,5 дж/Кмоль․ К), или 3 кал/(моль․град)], что хорошо согласуется с опытом. Молекула двухатомного газа обладает тремя поступательными, двумя вращательными и одной колебательной степенями свободы, и закон равнораспределения приводит к значению C_v = ½R; между тем опыт показывает, что Т. двухатомного газа (при обычных температурах) составляет всего R. Это расхождение теории с экспериментом связано с тем, что при вычислении Т. необходимо учитывать квантовые эффекты, то есть пользоваться статистикой, основанной на квантовой механике (См. Квантовая механика). Согласно квантовой механике, всякая система частиц, совершающих колебания или вращения (в том числе молекула газа), может обладать лишь определёнными дискретными значениями энергии. Если энергия теплового движения в системе недостаточна для возбуждения колебаний определённой частоты, то эти колебания не вносят своего вклада в Т. системы (соответствующая степень свободы оказывается «замороженной» — к ней неприменим закон равнораспределения). Температура Т,при достижении которой закон равнораспределения оказывается применимым к вращательной или колебательной степени свободы, определяется квантово-механическим соотношением T >> hv/k (v — частота колебаний, h — Планка постоянная, k— Больцмана постоянная). Интервалы между вращательными уровнями энергии двухатомной молекулы (деленные на k) составляют всего несколько градусов и лишь для такой лёгкой молекулы, как молекула водорода, достигают сотни градусов. Поэтому при обычных температурах вращательная часть Т. двухатомных (а также многоатомных) газов подчиняется закону равнораспределения. Интервалы же между колебательными уровнями энергии достигают нескольких тысяч градусов и поэтому при обычных температурах закон равнораспределения совершенно неприменим к колебательной части Т. Вычисление Т. по квантовой статистике приводит к тому, что колебательная Т. быстро убывает при понижении температуры, стремясь к нулю. Этим объясняется то обстоятельство, что уже при обычных температурах колебательная часть Т. практически отсутствует и Т. двухатомного газа равна R вместо ½ R.

При достаточно низких температурах Т. вообще должна вычисляться с помощью квантовой статистики. Как оказывается, Т. убывает с понижением температуры, стремясь к нулю при Т → 0 в согласии с так называемом принципом Нернста (третьим началом термодинамики (См. Третье начало термодинамики)).

В твёрдых (кристаллических) телах тепловое движение атомов представляет собой малые колебания вблизи определённых положений равновесия (узлов кристаллической решётки). Каждый атом обладает, таким образом, тремя колебательными степенями свободы и, согласно закону равнораспределения, мольная Т. твёрдого тела (Т. кристаллической решётки) должна быть равной 3 nR, где n — число атомов в молекуле. В действительности, однако, это значение — лишь предел, к которому стремятся Т. твёрдого тела при высоких температурах. Он достигается уже при обычных температурах у многих элементов, в том числе металлов (См. Металлы) (n= 1, так называемый Дюлонга и Пти закон) и у некоторых простых соединений [NaCI, MnS (n = 2), PbCl₂ (n = 3) и др.]; у сложных соединений этот предел фактически никогда не достигается, т. к. ещё раньше наступает плавление вещества или его разложение.

Квантовая теория Т. твёрдых тел была развита А. Эйнштейном (1907) и П. Дебаем (См. Дебай) (1912). Она основана на квантовании колебательного движения атомов в кристалле. При низких температурах Т. твёрдого тела оказывается пропорциональной кубу абсолютной температуры (так называемый закон Дебая). Критерием, позволяющим различать высокие и низкие температуры, является сравнение с характерным для каждого данного вещества параметром — так называемой характеристической, или дебаевской, температурой Θ_D. Эта величина определяется спектром колебаний атомов в теле и, тем самым, существенно зависит от его кристаллической структуры. Обычно Θ_D — величина порядка нескольких сот К, но может достигать (например, у алмаза) и тысяч К (см. Дебая температура).

У металлов определённый вклад в Т. дают также и электроны проводимости. Эта часть Т. может быть вычислена с помощью квантовой статистики Ферми, которой подчиняются электроны. Электронная Т. металла пропорциональна первой степени абсолютной температуры. Она представляет собой, однако, сравнительно малую величину, её вклад в Т. становится существенным лишь при температурах, близких к абсолютному нулю (порядка нескольких градусов), когда обычная Т., связанная с колебаниями атомов кристаллической решётки, представляет собой ещё меньшую величину.

Ниже приводятся значения Т. [ккал/(кг․ град)] некоторых газов, жидкостей и твёрдых тел при температуре 0 °С и атмосферном давлении (1 ккал =4,19кдж).

Азот.………………6,8 Свинец…………….0,030

Водород …………6,84 Кварц ……………..0,174

Железо…………..0,104 Спирт этиловый…0,547

Медь……………...0,091 Алюминий ……….0,210

Вода.……….…….1,008

Лит.: Кикоин И. К., Кикоин А. К,, Молекулярная физика, М., 1963; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5).

Е. М. Лифшиц.

1. теплоёмкость;
2. теплоёмкости;
3. теплоёмкости;
4. теплоёмкостей;
5. теплоёмкости;
6. теплоёмкостям;
7. теплоёмкость;
8. теплоёмкости;
9. теплоёмкостью;
10. теплоёмкостями;
11. теплоёмкости;
12. теплоёмкостях.

ТЕПЛОЁМКОСТЬ, -и, жен. (спец.). Количество теплоты (во 2 знач.), необходимое для нагревания данного тела на 1°.

-и, ж. физ.

Количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1° (по Цельсию) или отдаваемой при остывании на 1° (по Цельсию).

ТЕПЛОЁМКОСТЬ, теплоёмкости, мн. нет, жен. (физ.). Количество тепла, необходимое для того, чтобы нагреть данное тело на 1°. Удельная теплоёмкость (количество тепла, необходимое для того, чтоб нагреть 1 г на 1°).

ж.

Количество тепла [тепло I 1.], теплоты [теплота 1.], необходимое для нагревания тела на 1 градус по Цельсию или отдаваемое телом при остывании на 1 градус по Цельсию (в физике).

ТЕПЛОЕМКОСТЬ - количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 К, точнее - отношение количества теплоты, полученного телом (веществом) при бесконечно малом изменении его состояний в каком-либо процессе, к вызванному им приращению температуры. Теплоемкость единицы массы называют удельной теплоемкостью.

свойство материала при нагревании поглощать определенное количество тепла, оцениваемое коэффициентом теплоемкости, или количество тепла, которое необходимо затратить для изменения температуры тела на 1 Кельвин. Выражают в джоулях на Кельвин (Дж/К).

Источник: Справочник дорожных терминов
количество теплоты, переданное массе материала при повышении его температуры на один градус Цельсия. (Смотри: МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению.)Источник:"Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006.

Теплоемкость - способность материала аккумулировать тепловую энергию, Удельная теплоёмкость - это количество тепла, которое необходимо передать 1 кг данного материала, чтобы повысить его температуру на 1 град.С.Источник: Словарь архитектурно-строительных терминов

количество теплоты, переданное массе материала при повышении его температуры на один градус Цельсия. (Смотри: МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению.)Источник:"Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006.

ж. физ. heat/thermal capacity.

жен.;
физ. thermal/heat capacity удельная теплоемкость атомная теплоемкость

heat capacity, heating capacity, thermal capacity, specific heat

f.heat capacity, thermal capacity; удельная теплоёмкость, specific heat

теплоёмкость ж физ. Wärmekapazität f

ж физ.

Wärmekapazität f

ж. физ.

capacité f thermique

ж. физ.

capacidad térmica (calorífica)

уде́льная теплоемкость — calor específico

ж. физ.

capacità termica / calorifica

ТЕПЛОЁМКОСТЬ

количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус (1°С или 1К); точнее — отношение кол-ва теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его темп-ры, к этому изменению. Т. ед. массы в-ва (г, кг) наз. удельной Т., 1 моля в-ва — молярной (мольной) Т. Ед. Т. служат Дж/(кг
• К), Дж/(моль
• К), Дж/(м3
• К) и внесистемная ед. кал/(моль
• К).

Кол-во теплоты, поглощённой телом при изменении его состояния, зависит не только от начального и конечного состояний (в частности, от их темп-ры), но и от способа, к-рым был осуществлён процесс перехода между ними. Соответственно от способа нагревания тела зависит и его Т. Обычно различают Т. при пост. объёме (cv) и Т. при пост. давлении (ср), если в процессе нагревания поддерживаются постоянными соответственно его объём или давление. При нагревании при пост. давлении часть теплоты идёт на производство работы расширения тела, а часть — на увеличение его внутренней энергии, тогда как при нагревании при пост. объёме вся теплота расходуется на увеличение внутр. энергии; в связи с этим cp всегда больше, чем cv. Для газов (разреженных настолько, что их можно считать идеальными) разность мольных Т. ср-cv=R, где R — универс. газовая постоянная, равная 8,314 Д ж/(моль
• К), или 1,986 кал/(моль
• К). У жидкостей и тв. тел разница между ср и cv сравнительно мала.

Из 1-го и 2-го начал термодинамики следует, что ср= Т(дS/дТ)р, а cv=T(дS/дT)v, т. е. Т. пропорц. производной от энтропии S системы по темп-ре Т при соответствующих условиях.

Теор. вычисление Т., в частности её зависимости от темп-ры тела, не может быть осуществлено при помощи чисто термодинамич. методов и требует применения методов статистической физики (знания микроструктуры в-ва). Для газов вычисление Т. сводится к вычислению ср. энергии теплового движения отд. молекул. Это движение складывается из поступат. и вращат. движений молекулы как целого и из колебаний атомов внутри молекулы. Согласно классич. статистике, на каждую степень свободы поступат. и вращат. движений приходится в мольной Т. (сv) газа величина, равная R/2, а на каждую колебат. степень свободы — R; это правило наз. равнораспределения законом. Ч-ца одноатомного газа обладает всего тремя поступат. степенями свободы, соответственно его Т. сv должна составлять 3R/2 (т. <е. <ок. 12,5 Дж/(моль
• К), или 3 кал/(моль
• град)), что хорошо согласуется с опытом. Молекула двухатомного газа обладает тремя поступательными, двумя вращат. и одной колебат. степенями свободы, и закон равнораспределения приводит к значению сv=7R/2; опыт показывает, что Т. моля двухатомного газа (при обычных темп-рах) составляет 5R/2. Ото расхождение теории и эксперимента связано с тем, что при вычислении Т. необходимо учитывать квантовые эффекты, т. е. пользоваться квантовой статистикой. Согласно квантовой механике, всякая система ч-ц, совершающих колебания или вращения (в т. ч. молекула газа), может обладать лишь определёнными дискретными значениями энергии. Если энергия теплового движения в системе недостаточна для возбуждения колебаний определённой частоты, то эти колебания не вносят своего вклада в Т. системы (соответствующая степень свободы оказывается «замороженной» — к ней неприменим закон равнораспределения). Темп-ра Т, при достижении к-рой закон равнораспределения оказывается применимым к вращат. или колебат. степени свободы, определяется квантовомеханич. соотношением Т ->hn/k, где n — частота колебаний.

Интервалы между вращат. уровнями энергии двухатомной молекулы (делённые на k) составляют всего неск. К и лишь для такой лёгкой молекулы, как молекула водорода, достигают сотни К. Поэтому при обычных темп-рах вращат. часть Т. двухатомных (а также многоатомных) газов подчиняется закону равнораспределения. Интервалы же между колебат. уровнями энергии достигают неск. тысяч К, и поэтому при обычных темп-рах закон равнораспределения неприменим к колебат. части Т. Вычисление Т. по квантовой статистике приводит к результату, что колебат. Т. быстро убывает при понижении темп-ры, стремясь к нулю. Этим объясняется то обстоятельство, что уже при обычных темп-рах колебат. часть Т. практически отсутствует и Т. моля двухатомного газа равна 5R/2 вместо 7R/2.

При достаточно низких темп-рах Т. вообще должна вычисляться с помощью квантовой статистики. Как оказывается, Т. убывает с понижением темп-ры к нулю при Т ®0 в согласии с т. н. принципом Нернста (третьим началом термодинамики).

В тв. (кристаллич.) телах тепловое движение атомов представляет собой малые колебания вблизи определённых положений равновесия (узлов крист. решётки). Каждый атом обладает, т. о., тремя колебат. степенями свободы, и, согласно закону равнораспределения, мольная Т. тв. тела (Т. крист. решётки) должна быть равной 3nR, где n — число атомов в молекуле. В действительности, однако, это значение — лишь предел, к к-рому стремится Т. тв. тела при высоких темп-рах. Он достигается уже при обычных темп-рах у мн. элементов, в т. ч. металлов (n=1, т. н. Дюлонга и Пти закон) к у нек-рых простых соединений (NaCl, MnS(n=2), PbCl2(n=3) и др.); у сложных соединений этот предел фактически не достигается, т. к. раньше наступает плавление в-ва или его разложение.

ТЕПЛОЁМКОСТЬ ср НЕК-РЫХ ГАЗОВ (в Дж/(моль
• К), ЖИДКОСТЕЙ И ТВЁРДЫХ ТЕЛ (в кДж/(кг
• К) ПРИ ATM. ДАВЛЕНИИ И ПРИ t=25°С

При низких темп-рах решёточная составляющая Т. тв. тела оказывается пропорц. кубу абс. темп-ры (Дебая закон теплоёмкости). Критерием, позволяющим различать высокие и низкие темп-ры, явл. сравнение их с характерным для каждого данного в-ва параметром — т. <н. характеристической, или дебаевской, темп-рой qД. Эта величина определяется спектром колебания атомов в теле и тем самым существенно зависит от его крист. структуры (см. КОЛЕБАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКИ). Обычно 6д — величина порядка неск. сот К, но может достигать (напр., у алмаза) и тысяч К (см. ДЕБАЯ ТЕМПЕРАТУРА).

У металлов определённый вклад в Т. дают также и эл-ны проводимости (т. н. электронная Т.). Эта часть Т. может быть вычислена с помощью квантовой статистики Ферми, к-рой подчиняются эл-ны. Электронная Т. металла пропорц. первой степени абс. темп-ры. Она представляет собой, однако, сравнительно малую величину, её вклад в Т. металла становится существенным лишь при темп-рах, близких к абс. нулю (порядка неск. К), когда решёточная Т. (= Т3) становится пренебрежимо малой. У крист. тел с упорядоченным расположением спиновых магн. моментов атомов (ферро- и антиферромагнетиков) существует дополнит. магн. составляющая Т. При темп-ре фазового перехода в парамагн. состояние (в Кюри точке, или, соответственно, Нееля точке) эта составляющая Т. испытывает резкий подъём -наблюдается «пик» Т., что явл. характерной особенностью фазовых переходов II рода.

ТЕПЛОЕМКОСТЬ (количество теплоты, обозначение С), в физике - способность объекта поглощать тепло. Произведение массы объекта на его УДЕЛЬНУЮ ТЕПЛОЕМКОСТЬ, или отношение количества теплоты, поглощаемой телом, к изменению его температуры; измеряется в джоулях/кельвин. Для большого удобства обычно используется УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ.

кол-во теплоты, затрачиваемое для изменения т-ры на 1 °С. Согласно более строгому определению, Т.-термодинамич. величина, определяемая выражением:

где DQ- кол-во теплоты, сообщенное системе и вызвавшее изменение ее т-ры на D Т. Отношение конечных разностей DQ/DТ наз. средней Т., отношение бесконечно малых величин dQ/dT- истинной Т. Поскольку dQ не является полным дифференциалом ф-ции состояния, то и Т. зависит от пути перехода между двумя состояниями системы. Различают Т. системы в целом (Дж/К), удельную Т. [Дж/(г

ТЕПЛОЁМКОСТЬ -и; ж. Физ. Количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус (по Цельсию) или отдаваемой при остывании на 1 градус (по Цельсию). Т. металла, пластмассы. Удельная т. (количество теплоты, потребное для нагревания 1 грамма вещества на 1 градус по Цельсию).

* * *

количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 К; точнее — отношение количества теплоты, полученной телом при бесконечно малом увеличении его температуры, к этому увеличению. Теплоёмкость единицы массы вещества называют удельной теплоёмкостью.

* * *

ТЕПЛОЕМКОСТЬ, количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 К, точнее — отношение количества теплоты, полученного телом (веществом) при бесконечно малом изменении его состояний в каком-либо процессе, к вызванному им приращению температуры. Теплоемкость единицы массы называют удельной теплоемкостью.

горных пород (a.heat capacity of rocks; н.Warmekapazitat der Gesteine; ф.capacite calorifique des roches; и.capacidad termica de rocas) - свойство г. п. аккумулировать тепло. Удельной Т. С наз. кол-во энергии, необходимое для повышения темп-ры породы на 1 град.: C = Q/M * t, где Q - кол-во тепла, расходуемое для нагревания определённой массы M породы на t град. Наибольшей Т. обладает вода: С=4,18 Дж/г·град. Из твёрдых минералов наибольшую Т. имеет кам. уголь (1,29); наименьшую - золото (0,13) и диабаз (0,17). Т. увеличивается при увеличении темп-ры и влажности породы. Знание Т. необходимо для расчёта по уравнению теплопроводности распределения темп-ры в породе, для определения кол-ва тепла, нужного для нагревания (или охлаждения) породы до заданной темп-ры.Литература: Физические свойства горных пород при высоких температурах, М., 1969.

величина, равная отношению кол-ва теплоты бQ, сообщаемого телу (системе) при бесконечно малом изменении его состояния в к.-л. процессе, к соответствующему изменению темп-ры Т этого тела: С = бQ/dT. Отношение Т. к массе тела т наз. удельной Т.: с = С/т, а отношение Т. к количеству вещества - молярной T.:i C_m = Mс = MC/т, где М - молярная масса вещества. Т. зависит от хим. состава в-ва, условий, в к-рых оно находится, процесса теплопередачи. Напр., в адиабатном процессе С = 0, в изохорическом процессе С = Cv, в изобарическом процессе С = С_Р и в изотермическом процессе С= ± оо. Для идеального газа выполняется Майера уравнение, В общем случае Т. - ф-ция темп-ры. Единица Т. (в Си) - Дж/К.

ТЕПЛОЁМКОСТЬ — физ. величина, характеризующая тепловые свойства тела и равная отношению количества теплоты, полученного телом при бесконечно малом изменении его состояния в каком-либо процессе, к вызванному им изменению температуры, т. е. теплоёмкость С = d Q/d Т. Отношение теплоёмкости С к массе т тела называется удельной теплоёмкостью: с = С/т, а отношение теплоёмкости С к количеству вещества v — молярной теплоёмкостью:

где v = m/M, М — молярная масса вещества. Единицей теплоёмкости в СИ является джоуль (см.), отнесенный к кельвину (см.) (Дж/К).