1Co to jest ciepło właściwe?
- To treść dodatkowa: od 2024 r. ciepła właściwego nie ma w obowiązkowej podstawie programowej, ale omawia je wiele podręczników.
- Ciepło właściwe (c) mówi, ile energii trzeba dostarczyć, aby 1 kg substancji ogrzać o 1 K (czyli o 1 °C).
- Jednostka: J/(kg · K) – „dżul na kilogram i kelwin”.
- Im większe ciepło właściwe, tym wolniej substancja się nagrzewa i tym wolniej stygnie.
| Substancja | c [J/(kg · K)] |
|---|---|
| woda | ok. 4200 |
| lód | ok. 2100 |
| aluminium | ok. 900 |
| piasek | ok. 800 |
| żelazo | ok. 450 |
| miedź | ok. 385 |
2Wzór na ciepło
Q = m · c · ΔT
- Q – ciepło pobrane lub oddane [J]; m – masa [kg]; c – ciepło właściwe [J/(kg · K)]; ΔT – zmiana temperatury [K].
- ΔT to różnica temperatury końcowej i początkowej, np. 70 °C − 20 °C = 50 °C. Zmiana o 50 °C to zmiana o 50 K.
Wstawianie do wzoru temperatury końcowej zamiast zmiany temperatury (np. 70 zamiast 50).
Wodę o masie 0,5 kg ogrzano od 20 °C do 80 °C (c = 4200 J/(kg · K)). Ile ciepła pobrała?
ΔT = 80 − 20 = 60 K, więc Q = 0,5 · 4200 · 60 = 126 000 J.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Przykład
- Dane: m = 0,5 kg wody, c = 4200 J/(kg · K), woda ogrzewa się od 20 °C do 70 °C, więc ΔT = 50 K. Szukane: Q.
- Wzór: Q = m · c · ΔT.
- Obliczenia: Q = 0,5 kg · 4200 J/(kg · K) · 50 K = 105 000 J.
- Odpowiedź: Q = 105 000 J = 105 kJ.
4Skutki w przyrodzie i w domu
- Woda ma bardzo duże ciepło właściwe. Latem piasek na plaży w kilka godzin robi się gorący, a morze ogrzewa się powoli.
- Dlatego nad morzem klimat jest łagodniejszy niż w głębi lądu: lato chłodniejsze, zima cieplejsza. Morze działa jak magazyn energii.
- W dzień ląd jest cieplejszy od morza, więc przy ziemi wieje bryza od morza w stronę lądu.
- Wodą chłodzi się silniki samochodów i ogrzewa domy (kaloryfery, termofor): przy małej zmianie temperatury przenosi dużo energii.
Dlaczego latem piasek na plaży jest gorący, a woda w morzu chłodna?
Przy tym samym nasłonecznieniu woda o dużym c ogrzewa się wolniej.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
✎Ściąga: Ciepło właściwe
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Q = m · c · ΔT
- Ciepło właściwe (c) mówi, ile energii trzeba dostarczyć, aby 1 kg substancji ogrzać o 1 K (czyli o 1 °C).
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Ile ciepła trzeba dostarczyć 2 kg wody, aby ogrzać ją o 10 K (c = 4200 J/(kg · K))?
- A84 000 J
- B8400 J
- C21 000 J
- D42 000 J
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 84 000 J – Q = m · c · ΔT = 2 · 4200 · 10 = 84 000 J.
Jednostką ciepła właściwego jest
- AJ/kg
- BJ/(kg · K)
- CJ · kg · K
- DJ/K
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: J/(kg · K) – c = Q przez m · ΔT, więc jednostka to dżul podzielony przez kilogram i kelwin.
Po 1 kg każdej z substancji dostarczono tyle samo ciepła. Która ogrzeje się najmniej?
- Awoda
- Bmiedź
- Cpiasek
- Dżelazo
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: woda – Woda ma największe ciepło właściwe, więc przy tym samym Q jej ΔT jest najmniejsze.
Dlaczego latem piasek na plaży jest gorący, a woda w morzu chłodna?
- Awoda ma dużo większe ciepło właściwe niż piasek
- Bpiasek ma większe ciepło właściwe niż woda
- Cwoda ma wyższą temperaturę wrzenia
- Dpiasek nie oddaje ciepła
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: woda ma dużo większe ciepło właściwe niż piasek – Przy tym samym nasłonecznieniu woda o dużym c ogrzewa się wolniej.
Ile mniej więcej ciepła trzeba, aby ogrzać 1 kg wody o 1 °C?
- A100 J
- B4200 J
- C1 J
- D420 000 J
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 4200 J – To jest właśnie ciepło właściwe wody: ok. 4200 J/(kg · K).
Żelazna sztabka o masie 2 kg (c = 450 J/(kg · K)) ostygła o 100 K. Ile ciepła oddała?
- A22 500 J
- B900 J
- C45 000 J
- D90 000 J
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 90 000 J – Q = m · c · ΔT = 2 · 450 · 100 = 90 000 J.
Wodę o masie 0,5 kg ogrzano od 20 °C do 80 °C (c = 4200 J/(kg · K)). Ile ciepła pobrała?
- A126 000 J
- B42 000 J
- C168 000 J
- D252 000 J
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 126 000 J – ΔT = 80 − 20 = 60 K, więc Q = 0,5 · 4200 · 60 = 126 000 J.
Nad morzem lato jest chłodniejsze, a zima łagodniejsza niż w głębi lądu, ponieważ
- Anad morzem jest mniej słońca
- Bwoda morska ma małe ciepło właściwe
- Cwoda szybko się nagrzewa i szybko stygnie
- Dwoda wolno się nagrzewa i wolno stygnie
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: woda wolno się nagrzewa i wolno stygnie – Duże ciepło właściwe wody sprawia, że morze magazynuje energię latem i oddaje ją zimą.
Cały dział „Zjawiska cieplne”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.