Tofauti Kati ya Uwezo wa Joto na Joto Maalum

2024 Mwandishi: Alex Aldridge | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 13:51

Tofauti kuu kati ya uwezo wa kuongeza joto na joto mahususi ni kwamba uwezo wa joto hutegemea kiasi cha dutu, ilhali uwezo mahususi wa joto haujitegemei.

Tunapopasha joto kitu, halijoto yake hupanda, na tunapoipoza, joto lake hupungua. Tofauti hii ya joto ni sawia na kiasi cha joto kinachotolewa. Uwezo wa joto na joto mahususi ni viambata viwili vya uwiano vinavyohusiana na mabadiliko ya halijoto na kiasi cha joto.

Uwezo wa Joto ni nini?

Katika thermodynamics, jumla ya nishati ya mfumo ni nishati ya ndani. Nishati ya ndani hubainisha jumla ya nishati ya kinetic na uwezo wa molekuli katika mfumo. Tunaweza kubadilisha nishati ya ndani ya mfumo kwa kufanya kazi kwenye mfumo au kwa kuupasha joto. Nishati ya ndani ya dutu huongezeka tunapoongeza joto lake. Kiasi cha ongezeko kinategemea hali ambayo inapokanzwa hufanyika. Hapa, tunahitaji joto ili kuongeza halijoto.

Uwezo wa joto (C) wa dutu ni "kiasi cha joto kinachohitajika ili kuongeza joto la dutu kwa digrii moja ya Selsiasi (au kelvin moja)." Uwezo wa joto hutofautiana kutoka dutu hadi dutu. Kiasi cha dutu ni sawia moja kwa moja na uwezo wa joto. Hiyo ina maana kwa kuongeza wingi wa dutu mara mbili, uwezo wa joto huongezeka mara mbili. Joto tunalohitaji ili kuongeza halijoto kutoka t₁ hadi t_{2 ya dutu inaweza kuhesabiwa kwa kutumia mlingano ufuatao.}

q=C x ∆t

q=joto linalohitajika

∆t=t₁-t₂

Kielelezo 01: Uwezo wa Joto wa Heliamu

Kipimo cha uwezo wa kuongeza joto ni JºC^-1 au JK^{-1. Aina mbili za uwezo wa joto hufafanuliwa katika thermodynamics; uwezo wa joto kwa shinikizo lisilobadilika na uwezo wa joto kwa kiwango kisichobadilika.}

Joto Maalum ni nini?

Uwezo wa joto hutegemea kiasi cha dutu. Joto maalum au uwezo maalum wa joto ni uwezo wa joto ambao hautegemei kiasi cha dutu. Tunaweza kufafanua kuwa “kiasi cha joto kinachohitajika ili kuongeza halijoto ya gramu moja ya dutu kwa digrii moja Selsiasi (au Kelvin moja) kwa shinikizo lisilobadilika.”

Kipimo cha joto mahususi ni Jg^-1oC^-1 Joto mahususi la maji ni la juu sana, likiwa na thamani ya 4..186 Jg^-1oC^{-1 Hii ina maana, ili kuongeza halijoto ya 1 g ya maji kwa 1°C, tunahitaji 4.186 J ya nishati ya joto.. Thamani hii ya juu inachangia jukumu la maji katika udhibiti wa joto. Ili kupata joto linalohitajika ili kuongeza halijoto ya wingi fulani wa dutu kutoka t1 hadi t2, mlinganyo ufuatao unaweza kutumika.}

q=m x s x ∆t

q=joto linalohitajika

m=wingi wa dutu

∆t=t₁-t₂

Hata hivyo, mlingano ulio hapo juu hautumiki ikiwa majibu yanahusisha mabadiliko ya awamu; kwa mfano, wakati maji yanapoenda kwenye awamu ya gesi (kwenye kiwango cha kuchemka), au maji yanapoganda na kutengeneza barafu (kwenye kiwango cha kuyeyuka). Hii ni kwa sababu joto linaloongezwa au kuondolewa wakati wa mabadiliko ya awamu haibadilishi halijoto.

Nini Tofauti Kati ya Uwezo wa Joto na Joto Maalum?

Tofauti kuu kati ya uwezo wa kuongeza joto na joto mahususi ni kwamba uwezo wa joto hutegemea kiasi cha dutu huku uwezo mahususi wa joto ukitegemea. Zaidi ya hayo, wakati wa kuzingatia nadharia, uwezo wa joto wa kiasi cha joto kinachohitajika ili kubadilisha halijoto ya dutu kwa 1°C au 1K ilhali joto mahususi ni joto linalohitajika kubadilisha 1g ya joto la dutu kwa 1°C au 1K.

Muhtasari – Uwezo wa Joto dhidi ya Joto Maalum

Uwezo wa joto na joto mahususi ni maneno muhimu katika thermodynamics. Tofauti kuu kati ya uwezo wa joto na joto mahususi ni kwamba uwezo wa joto hutegemea kiasi cha dutu ilhali uwezo mahususi wa joto haujitegemei.