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2.20: 비열
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Specific Heat
 
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2.20: Specific Heat

2.20: 비열

A substance’s specific heat capacity refers to the amount of energy required to heat one gram of the substance by one degree. Water has a high heat capacity, so it takes a lot of heat to increase its temperature. Similarly, water must lose a lot of heat for its temperature to decrease, so it also cools slowly once heated. Metals, by comparison, have a low heat capacity—they heat up quickly and cool down quickly.

Specific heat capacity is defined as the amount of energy needed to raise the temperature of one gram of a substance by one degree Celsius (1 °C). For example, increasing the temperature of one gram of water by 1 °C requires one calorie of heat energy. Specific heat capacity is often represented in grams, degrees Celsius, and calories, but it can also be expressed in kilograms, Kelvin (K), and joules (among other units). The specific heat capacity of water is one calorie/gram °C, or 4186 joules/kilogram K. Solid gold has a specific heat capacity of ~0.03 calories/gram °C, or 129 joules/kilogram K. Gold, then, has a lower specific heat capacity than water.

Practical Nature

The high heat capacity of water helps modulate extreme environmental temperatures. Towns near large bodies of water have smaller changes in temperature both daily and seasonally. During the day, the nearby water absorbs heat energy, cooling the surrounding land. At night, the water releases its heat energy, keeping the area warmer. Towns far away from large bodies of water can experience large swings in daily and seasonal temperature. Sand and rocks have lower heat capacities, so they heat up quickly during the day and release heat quickly at night.

In space, water boils and then freezes. This happens in part because of water’s high heat capacity. In space, water first boils because of the extremely low pressure. In this gaseous state, the water vapor molecules are further apart and can lose heat quickly in the very cold temperatures of space. The water vapor then freezes into crystals—a process called desublimation.

물질의 특정 열 용량은 물질의 1 그램을 1도 가열하는 데 필요한 에너지의 양을 말합니다. 물은 고열 용량을 가지고 있으므로 온도를 높이기 위해 많은 열이 필요합니다. 마찬가지로, 물은 온도가 떨어지기 위해 열을 많이 잃어야하므로 가열되면 천천히 냉각됩니다. 이에 비해 금속은 열 용량이 낮으며 빠르게 가열되고 빠르게 식힙니다.

특정 열 용량은 1그램의 물질의 온도를 섭씨 1도(1°C)로 올리는 데 필요한 에너지의 양으로 정의된다. 예를 들어, 1그램의 물의 온도를 1°C로 늘리려면 열 에너지 1칼로리가 필요합니다. 특정 열 용량은 종종 그램, 섭씨 및 칼로리로 표현되지만 킬로그램, 켈빈 (K) 및 줄 (다른 단위 중)으로 표현 될 수 있습니다. 물의 특정 열 용량은 1 칼로리 /그램 °C, 또는 4186 줄 /킬로그램 K. 솔리드 골드는 ~0.03 칼로리 / 그램 ° C, 또는 129 줄 / 킬로그램 K. 금의 특정 열 용량을 갖는다, 다음, 물보다 낮은 특정 열 용량을 갖는다.

실용적인 자연

물의 높은 열 용량은 극단적 인 환경 온도를 조절하는 데 도움이됩니다. 큰 물 몸 근처의 마을은 매일과 계절에 따라 온도가 더 작습니다. 낮에는 인근 의 물이 열 에너지를 흡수하여 주변 땅을 냉각시합니다. 밤에는 물이 열 에너지를 방출하여 이 지역을 따뜻하게 유지합니다. 큰 물에서 멀리 떨어진 마을은 매일 과 계절 온도에서 큰 스윙을 경험할 수 있습니다. 모래와 바위는 열 능력이 낮기 때문에 낮에는 빠르게 가열되어 밤에 빠르게 열을 방출합니다.

공간에서 물이 끓어 오르면 얼어 붙습니다. 이것은 물의 고열 용량 때문에 부분적으로 발생합니다. 공간에서는 매우 낮은 압력때문에 물이 먼저 끓습니다. 이 기체 상태에서, 수증기 분자는 더 떨어져 있고 공간의 매우 추운 온도에서 빨리 열을 잃을 수 있습니다. 그런 다음 수증기가 수정으로 얼어 붙습니다.

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