Toplinski kapacitet
Uvod
Različite tvari mogu apsorbirati različitu količinu topline pri čemu dolazi do promjene temperature tvari, ali ne i do promjene njihova kemijskog sastava. Pogledajte videozapis Prijenos topline i saznajte na koje se sve načine toplina prenosi s tijela na tijelo. Nakon što ste odgledali videozapis odgovorite na postavljena pitanja.
Prijenos topline
- Kako se toplina prenosi vodljivošću?
- Kako se toplina prenosi konvekcijom?
- Kako se toplina prenosi zračenjem?
Toplinski kapacitet pokazuje koliko topline treba dovesti sustavu da bi mu se temperatura povisila za 1 K, odnosno 1 °C. Oznaka za toplinski kapacitet jest C, a mjerna jedinica jest J K–1.
[latex]\mathit{C}=\frac{\mathit{Q}}{\Delta \mathit{T}}[/latex]
C-toplinski kapacitet
Q-apsorbirana toplina
ΔT-prirast temperature
Toplinski kapacitet za različite vrste tvari iskazuje se kao specifični toplinski kapacitet, c, ili molarni toplinski kapacitet, Cm, pri konstantnome tlaku. Specifični toplinski kapacitet jest toplina koju treba dovesti 1 kilogramu neke tvari, a molarni toplinski kapacitet jest toplina koju treba dovesti 1 molu neke tvari da se temperatura povisi za 1 K.
[latex]\mathit{c}=\frac{\mathit{C}}{\mathit{m}}[/latex]
[latex]\mathit{c}=\frac{\mathit{Q}}{\mathit{m}\cdot \Delta \mathit{T}}[/latex]
mjerna jedinica: J kg−1 K−1
[latex]\mathit{C}_m=\frac{\mathit{C}}{\mathit{n}}[/latex]
[latex]\mathit{C}_m=\frac{\mathit{Q}}{\mathit{n}\cdot \Delta \mathit{T}}[/latex]
mjerna jedinica: J mol−1 K−1
Toplina, Q, koju je tvar zagrijavanjem primila od okoline ili hlađenjem predala okolini može se izračunati prema sljedećoj formuli:
[latex]\mathit{Q}=\mathit{m}\cdot \mathit{c}\cdot \Delta \mathit{T}[/latex]
mjerna jedinica: J
Q – toplina koja se oslobodi ili apsorbira tijekom reakcije
m – masa tvari
c – specifični toplinski kapacitet
ΔT – prirast temperature tvari
Kalorijska vrijednost hrane
Određivanje energijske vrijednosti hrane na osnovi njezina sagorijevanja određuje se kalorimetrijskom metodom.
Kalorimetar je uređaj za određivanje količine topline koja se oslobađa ili apsorbira tijekom neke kemijske reakcije. Sastoji se od reakcijske komore okružene vodom u izoliranome spremniku. Tijekom gorenja uzorka (hrane) određene mase u reakcijskoj komori okolna se voda miješa i mjeri temperatura u određenim vremenskim intervalima. Na temelju oslobođene topline izračuna se kalorijska vrijednost hrane.
Iako se u znanosti i tehnici za toplinsku energiju rabi mjerna jedinica džul (J), energijska vrijednost hrane ponekad se još uvijek iskazuje i u starim jedinicama – kalorijama (1 cal = 4,1868 J).
