16-Maruza. Issiqlik sigʹimi. Fazaviy oʹtish issiqligi

Ayrim qattiq jism va suyuqliklarning solishtirma va molyar issiqlik sig’imlari qiymatlari

Modda	S (kJ/kg•K)	S (kkal/kg •K) yoki Btu=(b•	C’ (J/mol•
Alyuminiy	0.900	0.215	24.3
Vismut	0.123	0.0294	25.7
Mis	0.386	0.0923	24.5
SHisha	0.840	0.20	—
Oltin	0.126	0.0301	25.6
Muz	2.05	0.49	36.9
Qo’rg’oshin	0.128	0.0305	26.4
Kumush	0.233	0.0558	24.9
Vol fram	0.134	0.0321	24.8
TSink	0.387	0.0925	25.2
Spirt(etil)	2.4	0.58	111
Simob	0.140	0.033	28.3
Suv	4.18	1.00	75.2
Bug’ (1atm)	2.02	0.48	36.4

Suyuqliklar qizil, gaz ko’k shriftlar bilan berilgan.

Temperaturani oshishi

Zargar oltindan zebu-ziynat yasashi kerak. Buning uchun u oltinni eritishi kerak bo’ladi. 22 ⁰C temperaturali 3 kg oltinni erish temperaturasi 1063 ⁰C ga yetkazish uchun qancha issiqlik miqdori kerak bo’ladi?

Issiqlik miqdori modda (oltin) temperaturasini oshirishi kerak bo’lib, u temperatura o’zgarishi va modda massasiga proportsionaldir.

yechish:
Kerakli issiqlik miqdori (1) tenglama bilan beriladi. C=0.126 (kJ/kg•K) bo’lib, u 1-jadvalda berilgan.

Q = m s 𝛥T=(3 kg)( 0.126 (kJ/kg•K))(1041 K) =393 kJ
Tekshiring
Masalada issiqlik miqdori so’ralib, javob issiqlik miqdori birligi Joulda chiqdi.
𝛥T=1063 ⁰C-22 ⁰C=1041 ⁰C
1-masala bo’yicha topshiriq

2 kg li alyumin xodaning temperaturasi 10 ⁰C. Unga 36 kJ issiqlik miqdori berilsa uning temperaturasi qancha bo’ladi?.

1-jadvaldan ko’rinib turibdiki, suyuq suvning issiqlik sig’imi boshqa moddalardan kattaligi ko’rinib turibdi. Shunday ekan, suv isitishning quyosh sistemasi kabi issiqlik energiyasini saqlovchi yashxi materialdir. Bu yana avtomobil dvigatellaridagi kabi yaxshi xladagent (avtomobil dvigatellaridagi xladagent-suv va etilen glikol aralashmasi).

KALORIMETRIYA

Jism issiqlik sig’imini aniqlash uchun uni ma`lum bir temperaturagacha, masalan suvning qaynash temperaturasigacha isitamiz SHundan keyin jismni ma`lum massa va temperaturali suvli vannaga tushiramiz.Bir ozdan keyin vannadagi oxirgi temperaturani o’lchaymiz. Agar sistema atrof muhitdan issiqlikdan izolyatsiyalangan bo’lsa, jism o’z issiqligini suvli vannaga beradi. Bu jarayon, ya`ni energiya almashinuvi jarayoni kalorimetriya deyilib, izolyatsiyalangan suvli konteyner kalorimetr deyiladi.

Jism massasi m, boshlang’ich temperaturasi T_io, issiqlik sig’imi s bo’lsin. Agar T_f jism, suv va idishning oxirgi temperaturasi bo’lsa, jismning suv va idishga bergan issiqlik miqdori:

Q_out = mc(T_io - T_f) bo’ladi.

Xuddi shunday, T_iw-suv va idishning boshlang’ich temperaturasi bo’lsin, bunda issiqlik suv va idish tomonidan yutiladi:
Q_in = m_wc_w(T_f - T_iw) - m_cc_c(T_f - T_iw)
Bu yerda m_w va c_w q4,18 kJ/kg•K suvning massasi va solishtirma issiqlik sig’imi, mc va cc idishning massasi va solishtirma issiqlik sig’imidir.
SHuni qayd etamizki, biz temperatura farqini ikkalasi ham musbat miqdor bo’ladigan qilib ifoda etdik (Bizning Q_in va Q_out uchun munosabatlarimiz to’g’ri)
Bu issiqlik miqdorlarini tenglash orqali jismning issiqlik sig’imini aniqlash mumkin:
Q_out = Q_in ⇒ mc(T_io - T_f) = m_wc_w(T_f - T_iw) + m_cc_c(T_f - T_iw) (7)

(7) –tenglamada faqat temperatura farqi uchrashidan, bu yerda Kelvin va selsiy shkalasini qaysi birini qo’llashning farqi yo’q.

2 misol.
ISSIQLIK MIQDORINI O’LCHASH

Qo’rg’oshinning issiqlik sig’imini aniqlash uchun 600 g qo’rg’oshinni 100 ⁰C temperaturagacha qizdirib, 200 g massali alyuminiyli kalorimetrga tushiramiz. Unda 500 g suv bo’lib, temperaturasi 17 ⁰C dir. Sistemaning oxirgi temperaturasi 20 ⁰C bo’lsa, qo’rg’oshinning solishtirma issiqlik sig’imi nechaga teng? Alyuminiyli kalorimetrning solishtirma issiqlik sig’imi 0.900 kJ/kg•K ga teng.
Ko’rsatma
Biz qo’rg’oshin chiqargan issiqlik miqdori va suv bilan kalorimetr olgan issiqlik miqdorini topib, undan qo’r0oshinning solishtirma issiqlik sig’imini topamiz.

yechish

1. 
   Qo’rg’oshin chiqargan issiqlik miqdorini issiqlik sig’imi yordamida yozamiz:
   

Q_Pb = mP_bcPb ǀ𝛥T_Pbǀ

2. 
   Suv yutgan issiqlik miqdorini yozamiz:
   

Q_w = mwcw ǀ𝛥T_wǀ

3. 
   Kalorimetr yutgan issiqlik miqdoi:
   

Qc = m_cc_c ǀ𝛥T_cǀ

4. 
   Jism chiqargan va suv bilan kalorimetr yutgan issiqlik miqdorini topamiz:
   

Q_out = Q_in ⇒ Q_Pb = Q_w + Q_c
m_Pbc_Pb ǀ𝛥T_Pbǀ= m_wc_w ǀ𝛥T_wǀ+ m_cc_c ǀ𝛥T_cǀ
bu yerda 𝛥T_w= 𝛥T_c=2,7 К va 𝛥T_Pb=80,0 К

5. 
   c_Pb ni topamiz:
   
6. 
   
   

Tekshirish

Kutilganidek, qo’rg’oshinning solishtirma issiqlik sig’imi suvning solishtirma issiqlik sig’imidan ancha kichikdir (Suvning solishtirma issiqlik sig’imi 4,18 ga teng.
2-misolga topshiriq
Quyosh uyi 1,0 x 10⁵ kg li betondan qurilgan bo’lib, u 25 ⁰C dan 20 ⁰C gacha sovushida qancha issiqlik chiqaradi?