Formula, Unit, dan Ukuran Kapasitas Kalori



itu kapasitas panas dari tubuh atau sistem adalah hasil bagi yang dihasilkan antara energi panas yang ditransmisikan ke tubuh itu dan perubahan suhu yang dialami dalam proses itu. Definisi lain yang lebih tepat adalah bahwa itu mengacu pada berapa banyak panas yang diperlukan untuk ditransmisikan ke tubuh atau sistem sehingga suhunya meningkat derajat Kelvin.

Itu terjadi terus menerus bahwa tubuh terpanas memberikan panas ke tubuh terdingin dalam proses yang berlangsung selama ada perbedaan suhu antara dua tubuh yang bersentuhan. Kemudian, panas adalah energi yang ditransmisikan dari satu sistem ke sistem lain oleh fakta sederhana bahwa ada perbedaan suhu di antara mereka.

Dengan kesepakatan itu didefinisikan sebagai panas (Q) positif yang diserap oleh suatu sistem, dan sebagai panas negatif yang ditransfer oleh suatu sistem.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa tidak semua benda menyerap dan menghemat panas dengan kemudahan yang sama; dengan demikian bahan-bahan tertentu lebih mudah dipanaskan daripada yang lain.

Harus diperhitungkan bahwa, pada akhirnya, kapasitas kalori tubuh bergantung pada sifat dan komposisi tubuh.

Indeks

  • 1 Rumus, satuan, dan ukuran 
  • 2 Panas spesifik
    • 2.1 Panas spesifik air
    • 2.2 Transmisi panas
  • 3 Contoh
    • 3.1 Tahap 1
    • 3.2 Tahap 2
    • 3.3 Tahap 3
    • 3.4 Tahap 4
    • 3,5 Tahap 5
  • 4 Referensi

Rumus, satuan, dan ukuran

Kapasitas panas dapat ditentukan mulai dari ekspresi berikut:

C = dQ / dT

Jika perubahan suhu cukup kecil, ungkapan di atas dapat disederhanakan dan diganti dengan yang berikut:

C = Q / ΔT

Kemudian, unit pengukuran kapasitas panas dalam sistem internasional adalah Juli per kelvin (J / K).

Kapasitas panas dapat diukur pada tekanan konstan Chal atau pada volume konstan Cv.

Panas spesifik

Seringkali kapasitas panas suatu sistem tergantung pada kuantitas zat atau massanya. Dalam hal ini, ketika suatu sistem terdiri dari zat tunggal dengan karakteristik homogen, panas spesifik diperlukan, juga disebut kapasitas panas spesifik (c).

Dengan demikian, panas spesifik massa adalah jumlah panas yang harus disuplai ke unit massa suatu zat untuk meningkatkan suhunya dengan derajat Kelvin, dan dapat ditentukan dari ungkapan berikut:

c = Q / m ΔT

Dalam persamaan ini m adalah massa zat. Oleh karena itu, unit pengukuran panas spesifik dalam kasus ini adalah Juli per kilogram per kelvin (J / kg K), atau juga Juli per gram per kelvin (J / g K).

Demikian pula, panas spesifik molar adalah jumlah panas yang harus disuplai ke mol zat untuk meningkatkan suhunya dengan derajat Kelvin. Dan itu dapat ditentukan dari ungkapan berikut:

c = Q / n ΔT

Dalam ungkapan tersebut, n adalah jumlah mol zat tersebut. Ini menyiratkan bahwa unit pengukuran panas spesifik dalam kasus ini adalah Juli per mol per kelvin (J / mol K).

Panas air tertentu

Panas spesifik dari banyak zat dihitung dan mudah diakses dalam tabel. Nilai kalor spesifik air dalam bentuk cair adalah 1000 kalori / kg K = 4186 J / kg K. Di sisi lain, panas spesifik air dalam bentuk gas adalah 2080 J / kg K dan dalam kondisi padat 2050 J / kg K.

Transmisi panas

Dengan cara ini dan mengingat bahwa nilai spesifik dari sebagian besar zat sudah dihitung, dimungkinkan untuk menentukan perpindahan panas antara dua benda atau sistem dengan ekspresi berikut:

Q = c m ΔT

Atau jika panas spesifik molar digunakan:

Q = c n ΔT

Harus diperhitungkan bahwa ekspresi ini memungkinkan untuk menentukan fluks panas selama tidak ada perubahan keadaan.

Dalam proses perubahan keadaan kita berbicara tentang panas laten (L), yang didefinisikan sebagai energi yang dibutuhkan oleh sejumlah zat untuk mengubah fase atau keadaan, baik dari padat menjadi cair (panas fusi, Lf) atau dari cairan ke gas (panas penguapan, Lv).

Harus diperhitungkan bahwa energi tersebut dalam bentuk panas dikonsumsi seluruhnya dalam perubahan fasa dan tidak membalikkan variasi suhu. Dalam kasus seperti itu ekspresi untuk menghitung aliran panas dalam proses penguapan adalah sebagai berikut:

Q = Lv m

Jika panas spesifik molar digunakan: Q = Lv n

Dalam proses fusi: Q = Lf  m

Jika panas spesifik molar digunakan: Q = Lf n

Secara umum, seperti halnya panas spesifik, panas laten dari sebagian besar zat sudah dihitung dan mudah diakses dalam tabel. Jadi, misalnya, dalam hal air Anda harus:

L.f  = 334 kJ / kg (79,7 kal / g) pada 0 ° C; L.v = 2257 kJ / kg (539,4 kal / g) pada 100 ° C.

Contoh

Dalam hal air, jika massa air beku (es) 1 kg dipanaskan dari suhu -25 ° C ke suhu 125 ° C (uap air), panas yang dikonsumsi dalam proses akan dihitung sebagai berikut :

Tahap 1

Es dari -25 ºC hingga 0 ºC.

Q = c m ΔT = 2050 1 25 = 51250 J

Tahap 2

Ubah kondisi es menjadi air cair.

Q = Lf  m = 334000 1 = 334000 J

Tahap 3

Air cair dari 0 ºC hingga 100 ºC.

Q = c m ΔT = 4186 1 100 = 418600 J

Tahap 4

Perubahan status dari air cair menjadi uap air.

Q = Lv m = 2257000 1 = 2257000 J

Tahap 5

Uap air dari 100 ºC hingga 125 ºC.

Q = c m ΔT = 2080 1 25 = 52000 J

Dengan demikian, total aliran panas dalam proses adalah jumlah dari yang diproduksi di masing-masing dari lima tahap dan menghasilkan 31112850 J.

Referensi

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Volume Fisika 1. Cecsa.
  2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Dunia Kimia Fisik. Kapasitas Panas. (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 20 Maret 2018, dari en.wikipedia.org.
  3. Panas Laten (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 20 Maret 2018, dari en.wikipedia.org.
  4. Clark, John, O.E. (2004). Kamus Esensial Ilmu Pengetahuan. Barnes & Noble Books.
  5. Atkins, P., de Paula, J. (1978/2010). Kimia Fisik, (edisi pertama 1978), edisi kesembilan 2010, Oxford University Press, Oxford UK.