Питома теплоємність - це кількість теплоти, необхідна для підвищення температури одиниці маси речовини на один градус. Питома теплоємність також відома як питома теплоємність або питома теплоємність. По-перше, ми збираємося зрозуміти, що таке питома теплота, більш практичним і простим способом, щоб пізніше заглибитися в її більш теоретичне розуміння.
Припустимо, ми готуємо суп на кухні і можемо використовувати для його переміщення суцільнометалеву ложку або повністю дерев’яну. Ми дозволили супу закипіти і забули вийняти ложку, яка стирчить зовні і яку ми можемо взяти. Якби ви були кухарем, яку ложку ви б віддали перевагу, дерев’яну чи металеву?
Якщо ви вибрали металеву ложку і збираєтеся її вийняти, найкраще, що ви можете зробити, це поставити хорошу рукавицю з духовки, в іншому випадку ви, швидше за все, обпечете руку. Цікаво, що навіть якщо дерев’яна ложка залишається в контакті з супом одночасно, з вами цього не трапиться, оскільки дерев’яна ложка буде не такою гарячою, як металева ложка.
Різниця полягає в тому, що деревина вимагає набагато більше тепла, щоб підвищити свою температуру, ніж метал, виражаючи його в питомій температурі, питома теплоємність деревини набагато вища, ніж питома теплоємність металу (Хоча ми повинні пояснити, що потрібно було б бути набагато точнішим у цьому, оскільки різні метали і навіть різні дерева також мають різну питому теплоємність). Якби нам довелося виражати це нетехнічно і повсякденно, ми могли б сказати щось на зразок того, що метал утримує тепло більше, ніж дерево, отже, він має менш питоме тепло, оскільки легше підвищувати його температуру.
Питома теплоємність або теплоємність певного тіла називається літерою "с" і це визначається як кількість енергії, яку ми повинні внести для підвищення її температури. Отже, наприклад, ми маємо:
Вода має c = 1
Оскільки грам води вимагає калорії, щоб підвищити її температуру на один градус Цельсія.
Це"с" або питома теплоємність тіла визначається кількістю калорій, необхідних граму маси цього тіла, щоб підвищити його температуру на один градус (Поки ми говоримо про питоме тепло, яке вимірюється в калоріях на грам на градус Цельсія - або за Цельсієм -)
Іншими словами;
Питома теплоємність = Енергія/(маса * Підвищення температури)
Якщо говорити про калорії на грам на температуру за Цельсієм, то:
Питома температура = Калорії/(грам * Збільшення на 1º Цельсія)
Приклад:
Знаючи, що залізо має, в калоріях на грам, питома теплоємність 0,12, скільки калорій нам потрібно, щоб підвищити температуру 200 грамів заліза на один градус?
0,12 = калорії/(200 * 1)
Тому нам потрібно 24 калорії, щоб підвищити температуру 200 грамів заліза на один градус.
Однак є щось важливе, що ми повинні знати, і це є Міжнародна система вимірювальних одиниць виражає питому теплоту в джоулях на кілограм на градус Кельвіна замість калорій на грам на градус Цельсія.
Використовуючи питому теплоту води, ми повинні
c = 1 кал/(грам * º Цельсія)
Однак, використовуючи Міжнародну систему вимірювальних одиниць, питома теплоємність води становить:
c = 4186 липня/(кілограм * ºКельвін)
Таким чином, знаючи питому теплоємність речовини згідно з Міжнародною системою вимірювальних одиниць, тобто в Дж/(кг * ºK), ми можемо обчислити її в кал/(грам * ºС), поділивши цю цифру на 4186. Тим часом, ми знаємо, що Питому теплоємність в кал/(грам * ºC) можна обчислити в Дж/(кг * ºK), помноживши цю цифру на 4186.
Тому ми маємо це 4186 - коефіцієнт перерахунку між питомою тепловою енергією, виміряною в Дж/(кг * ºK), та коефіцієнтом, виміряною в кал/(грам * ºC).
Тут ми покажемо таблицю з деякими матеріалами та їх питомою теплоємністю
В автомобільному світі питома теплоємність надзвичайно важлива для визначення матеріалів, що використовуються в багатьох місцях автомобіля.
Так, наприклад, використання алюмінієвих гальмівних дисків дозволяє не тільки запропонувати меншу вагу, ніж сталеві гальмівні диски, але також ці елементи здатні розсіювати тепло більш задовільним чином, оскільки питома теплоємність алюмінію набагато більша, ніж сталь і, отже, здатна витримувати більш високі температури і, отже, пропонувати краще гальмування і протягом більш тривалого часу, перш ніж втомлюватися.