Номер 3, страница 149 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 5. Законы термодинамики. Параграф 5.2. Количество теплоты - номер 3, страница 149.

Условие.

3. Что называют теплоёмкостью тела; удельной теплоёмкостью; молярной теплоёмкостью? Какое из этих понятий более общее?

Решение.

теплоёмкость тела

Теплоёмкостью тела называют физическую величину, которая показывает, какое количество теплоты необходимо подвести к телу, чтобы изменить его температуру на один градус (Кельвин или Цельсия). Это характеристика конкретного тела, а не вещества, из которого оно состоит. Теплоёмкость зависит от массы тела, его химического состава, агрегатного состояния и термодинамического процесса, в котором происходит передача тепла.

Обозначается буквой $\text{C}$ и определяется как отношение элементарного количества теплоты $\delta Q$, полученного телом, к соответствующему малому изменению его температуры $\text{dT}$:

$C = \frac{\delta Q}{dT}$

Если теплоёмкость не зависит от температуры, её можно рассчитать по формуле для конечных изменений:

$C = \frac{Q}{\Delta T}$

где $\text{Q}$ — количество теплоты, полученное телом, а $\Delta T$ — изменение его температуры.

Единица измерения в системе СИ — джоуль на кельвин (Дж/К).

Ответ: Теплоёмкость тела — это физическая величина, равная отношению количества теплоты, сообщённого телу, к вызванному этим изменению его температуры.

удельная теплоёмкость

Удельной теплоёмкостью называют физическую величину, численно равную количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу. В отличие от теплоёмкости тела, удельная теплоёмкость является характеристикой вещества.

Обозначается буквой $\text{c}$ и связана с теплоёмкостью тела $\text{C}$ и его массой $\text{m}$ соотношением:

$c = \frac{C}{m} = \frac{Q}{m \cdot \Delta T}$

Единица измерения в СИ — джоуль на килограмм-кельвин (Дж/(кг·К)).

Ответ: Удельная теплоёмкость — это теплоёмкость, отнесённая к единице массы вещества.

молярная теплоёмкость

Молярной теплоёмкостью называют физическую величину, равную количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества для изменения его температуры на один градус. Как и удельная теплоёмкость, является характеристикой вещества.

Обозначается буквой $C_\mu$ (или $C_m$) и связана с теплоёмкостью тела $\text{C}$ и количеством вещества $\nu$ (в молях) соотношением:

$C_\mu = \frac{C}{\nu} = \frac{Q}{\nu \cdot \Delta T}$

Молярная теплоёмкость также связана с удельной теплоёмкостью $\text{c}$ через молярную массу вещества $\text{M}$:

$C_\mu = c \cdot M$

Единица измерения в СИ — джоуль на моль-кельвин (Дж/(моль·К)).

Ответ: Молярная теплоёмкость — это теплоёмкость, отнесённая к одному молю вещества.

Какое из этих понятий более общее?

Наиболее общим понятием является теплоёмкость тела.

Удельная и молярная теплоёмкости являются производными величинами, которые характеризуют свойства конкретного вещества. Они вводятся для удобства расчётов с однородными телами и определяются как теплоёмкость, отнесённая к единице массы или к одному молю вещества соответственно.

Понятие же теплоёмкости тела применимо к любому объекту, в том числе к неоднородному по составу или состоящему из нескольких частей (например, калориметр с водой или двигатель автомобиля). Для таких сложных систем определить единую удельную или молярную теплоёмкость невозможно (или не имеет смысла), в то время как общую теплоёмкость всей системы измерить можно.

Ответ: Наиболее общим понятием является теплоёмкость тела, так как она применима к любому физическому телу или системе тел, в то время как удельная и молярная теплоёмкости характеризуют только конкретные однородные вещества.