Atvērt galveno izvēlni

Siltumietilpība

fizikāls lielums termodinamikā

Siltumietilpība — fizikāls lielums, kas raksturo to siltuma daudzumu, kas jāpievada ķermenim, lai tā temperatūra palielinātos par vienu kelvinu.[1][2]

Daudzos svarīgos gadījumos ķermeņa temperatūras paaugstināšanās ir tieši proporcionāla tam pievadītajam siltuma daudzumam un ķermeņa siltumietilpība paliek kā konstants (nemainīgs) lielums. Vispārīgajā gadījumā ķermeņa siltumietilpība var būt atkarīga no ķermeņa stāvokļa parametriem, piemēram, no tā temperatūras vai tilpuma konkrētā brīdī.[1][2]

Satura rādītājs

Īpatnējā, molārā, tilpuma siltumietilpībaLabot

Ir acīmredzami, ka, jo lielāka ir ķermeņa masa, jo lielāks būs nepieciešams siltuma daudzums tā sasildīšanai, tāpēc siltumietilpība ir proporcionāla vielas daudzumam, kas atrodas ķermenī. Vielas daudzums var būt aprakstīts ar masu vai molu daudzumu. Tāpēc ir ērti aprēķinos lietot īpatnējo siltumietilpību (ķermeņa vienas masas daļiņas siltumietilpību):

 

un molāro siltumietilpību (viena vielas mola siltumietilpību):

 

kur   — vielas daudzums ķermenī (kg/mol);   — ķermeņa masa (kg);   — vielas molārā masa jeb molmasa (mol). Molārā un īpatnējā siltumietilpība ir saistīta ar sakarību  [1][2].

Tilpuma siltumietilpība (ķermeņa vienas tilpuma daļiņas siltumpietilpība):

 

Siltumietilpība dažādiem procesiem un vielas stāvokļiemLabot

Siltumietilpība ir definēta kā vielām dažādos agregātstāvokļos (cietiem ķermeņiem, šķidrumiem, gāzēm), tā arī daļiņu grupām, ansambļiem un kvazidaļiņām (metālu fizikā, piemēram, runa ir par elektronu gāzes siltumietilpību).

Ideālās gāzes siltumietilpībaLabot

Siltumietilpība sistēmai savstarpēji nesaistītām daļinām (piemēram, ideālai gāzei) tiek noteikta ar brīvības pakāpju skaitu.

Molārā siltumietilpība pie nemainīga tilpuma (V=const.):

 

kur   ≈ 8,31 J/(mol·K) — universālā gāzes konstante,   — molekulas brīvības pakāpju skaits[1][2].

Molārā siltumietilpība pie nemainīga spiediena (p=const.)[1][2]:

 

Adiabātes pakāpes rādītājsLabot

Adiabātes pakāpes rādītājs (dažreiz saukts par Puasona koeficientu) — attiecība starp siltumietilpību pie nemainīga spiediena ( ) pret siltumietilpību pie nemainīga tilpuma ( ). Siltumtehnikā tiek izmantots latīņu burts   [3].

Vienādojums:

 

kur:

  — gāzes siltumietilpība,
  — gāzes īpatnējā siltumietilpība,
indeksi   un   apzīmē nosacījumu p=const. un v=const. atbilstoši.

Īpatnējās siltumietilpības vērtības dažām vielām un būvmateriāliemLabot

Tiek atspoguļotas īpatnējās siltumietilpības vērtības pie nemainīga spiediena (cp).

Tabula I: Standarta īpatnējās siltumietilpības vērtības
Viela Agregātstāvoklis Īpatnējā
Siltumietilpība,
kJ/(kg·K)
Ūdeņradis gāze 14,304[4]
Amonjaks gāze 4,359—5,475
Hēlijs gāze 5,193[4]
Ūdens (300 К, 27 °C) šķidrums 4,1806[5]
Litijs ciets ķermenis 3,582[4]
Etanols šķidrums 2,438[6]
Ledus (273 К, 0 °C) ciets ķermenis 2,11[7]
Ūdens tvaiks (373 К, 100 °C) gāze 2,0784[5]
Naftas eļļas šķidrums 1,670—2,010
Berilijs ciets ķermenis 1,825[4]
Slāpeklis gāze 1,040[4]
Gaiss (100 % mitrums) gāze 1,030
Gaiss (sauss, 300 К, 27 °C) gāze 1,007[8]
Skābeklis (O2) gāze 0,918[4]
Alumīnijs ciets ķermenis 0,897[4]
Grafīts ciets ķermenis 0,709[4]
Kvarca stikls ciets ķermenis 0,703
Čuguns ciets ķermenis 0,540
Dimants ciets ķermenis 0,502
Tērauds ciets ķermenis 0,462
Dzelzs ciets ķermenis 0,449[4]
Varš ciets ķermenis 0,385[4]
Misiņš ciets ķermenis 0,370
Molibdēns ciets ķermenis 0,251[4]
Alva (balta) ciets ķermenis 0,227[4]
Dzīvsudrabs šķidrums 0,140[4]
Volframs ciets ķermenis 0,132[4]
Svins ciets ķermenis 0,130[4]
Zelts ciets ķermenis 0,129[4]
Vērtības ir norāditas pie standartnosacījumiem (T = +25 °C, P = 100 kPa), ja tas nav norunāts īpaši.
Tabula II: Īpatnējās siltumietilpības vērtības dažiem būvmateriāliem
Viela Īpatnējā
siltumietilpība
kJ/(kg·K)
Koksne 1,700
Ģipsis 1,090
Asfalts 0,920
Betons 0,880
Marmors 0,880
Stikls logu 0,840
Ķieģelis keramiskais sarkanais 0,840 — 0,880[9]
Ķieģelis silikātu 0,750 — 0,840[9]
Smiltis 0,835
Augsne 0,800
Granīts 0,790
Tērauds 0,470

AtsaucesLabot

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Никеров. В. А. Физика: учебник и практикум для академического бакалавриата. — Юрайт, 2015. — С. 127—129. — 415 с. — ISBN 978-5-9916-4820-2.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Ильин В. А. Физика: учебник и практикум для прикладного бакалавриата. — Юрайт, 2016. — С. 142—143. — 399 с. — ISBN 978-5-9916-6343-4.
  3. Fox, R., A. McDonald, P. Pritchard: Introduction to Fluid Mechanics 6th ed. Wiley
  4. 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 4,11 4,12 4,13 4,14 4,15 CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  5. 5,0 5,1 CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  6. CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  7. CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  8. CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  9. 9,0 9,1 http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/strojmaterialy/plotnost-i-teploemkost-kirpicha