Güneşli bir günde kumsalda yürüdüyseniz ve sıcak kumdan sonra serinlemek için ayak parmaklarınızı suya daldırdıysanız, suyun özgül ısısından yararlandınız.

Kulağa nasıl gelse de, özgül ısı bir şeyin tam sıcaklığını ifade etmez. Bir maddeyi ısıtmak için gereken enerjiyle ilgili olan daha geniş bir bilimsel kavramdır. Örnekten de fark edebileceğiniz gibi, her madde aynı oranda ısınmaz — dolayısıyla kum ve suyun farklı sıcaklıkları.

Suyun özgül ısısı onun en ilginç özelliklerinden biridir. Bu makalede özgül ısının ne olduğunu, özgül ısıyı bulmak için hangi denklemi kullandığınızı ve suyun özgül ısısının neden bu kadar yüksek olduğunu ele alacağız.

Soba, tencere, su ve buharın hepsinin farklı özgül ısıları vardır.

Özgül Isı Nedir?

Özgül ısı, ısı kapasitesinin veya bir malzemenin sıcaklığı değiştirirken ne kadar ısı depolayabileceğinin bir ölçüsüdür. Yüksek ısı kapasitesi, bir maddenin sıcaklıkta bir değişiklik kaydetmeden önce çok fazla ısı emebileceği anlamına gelir; bir tencerenin ocakta dokunulduğunda ısınmasının ne kadar sürdüğünü ve içindeki suyun ısınmasının ne kadar sürdüğünü düşünün. . Bu, suyun daha yüksek bir ısı kapasitesine sahip olduğu anlamına gelir; sıcaklığı değişmeden önce daha fazla ısı depolayabilir.

ikili ağaç javası

Özgül ısı, bir maddenin bir birim kütlesini bir derece daha sıcak hale getirmek için gereken ısının tam miktarını ifade eder. Örneğimize dönecek olursak, özgül ısı, bir birim suyu (örneğin bir bardak) bir derece daha sıcak hale getirmek için tam olarak ne kadar ısı gerektiğini tanımlayacaktır.

Isı aslında enerji aktarımının bir ölçüsü olduğundan şunu söylemek daha doğru olur: özgül ısı aslında ne kadar olduğunun bir ifadesidir enerji Bir madde sıcaklıktaki bir derecelik değişiklikten önce emilebilir.

Özgül ısı tipik olarak bir gram kütle başına Joule ve kilojoule cinsinden ölçülür; Celsius sıcaklık ölçüsüdür. Kilogram ve Fahrenheit kullanılabilir, ancak daha nadirdir.

Bir maddenin özgül ısısı sıcaklık ve basınçtan etkilenebilir, dolayısıyla özgül ısı tipik olarak sabit sıcaklık ve basınçta, tipik olarak 25 santigrat derecede belirlenir.

Özgül Isı Denklemi Nedir?

Özgül ısıyı hesaplamak için denklem:

$$Q = s × m × ΔT$$

$Q$ ısı miktarını, $s$ özgül ısıyı (${Joules}/{gram * °Celsius}$), m maddenin gram cinsinden kütlesini ve $ΔT$ gözlenen değişimi temsil eder. sıcaklık.

Deniz suyu gibi farklı su türlerinin özgül ısıları farklı olabilir.

Suyun Özgül Isısı Nedir?

Bazı maddeler çabuk ısınırken bazı maddeler yavaş ısınır. Su ikincisinden biridir; sıcaklığı yükseltmek için daha fazla enerji gerektirdiğinden yüksek bir özgül ısı kapasitesine sahiptir.

dizi listesi sıralandı

Suyun özgül ısı kapasitesi 4182 J/kg°C'dir. Su çok önemli ve yaygın bir madde olduğundan, bir gram suyu bir santigrat derece yükseltmek için gereken enerji miktarını (kalori) belirlemenin özel bir yöntemine bile sahibiz. Bu, yiyeceklerde bahsettiğimiz kalori türünden farklıdır. Bu tür bir kalori 1000 Kaloriye eşdeğerdir, bu nedenle gıdayla ilgili kalorilere bazen kilokalori veya kcal de denir.

Suyun özgül ısısı diğer birçok yaygın maddeden biraz daha yüksektir. Örneğin demirin özgül ısısı 449 J/kg°C, kumun 830 J/kg°C ve meşe kerestesinin özgül ısısı 2400 J/kg°C'dir.

Bunun nedeni, iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluşan suyun elektronegatif olmasıdır. Elektronegatif bir atomun elektronları kendine çekme olasılığı daha yüksektir çünkü atomun bir tarafı kısmen pozitif yüke, diğer tarafı ise kısmen negatif yüke sahip olacaktır. Zıt yüklü taraflar doğal olarak birbirine çekilerek daha zayıf bir hidrojen bağı oluşturur. Bu nedenle su hem kendi kendine akabiliyor hem de birbirine bağlanabiliyor; sürekli olarak bu bağları oluşturup kırıyor.

Bu bağlar aynı zamanda sıvı suyun yüksek özgül ısıya sahip olmasının da nedenidir. Suyu ısıtmak için harcanan enerji, bağların kırılması ve suyun ısıtılması arasında bölünür. Bu nedenle, suyu ısıtmak diğer maddelere göre daha fazla enerji gerektirir.

Örneğin, güneşli bir günde kumsaldaysanız, kumun üzerinde yürümek için genellikle oldukça sıcak olduğunu, ancak sığ sularda bile suyun her zaman serin olduğunu fark edeceksiniz. Bunun nedeni kumun özgül ısı kapasitesinin daha düşük olmasıdır; sıcaklığı bir derece yükseltmek için daha az enerji gerekir. Suyun ısı kapasitesi yüksek olduğundan sıcaklığı bir derece yükseltmek için daha fazla enerji gerekir. Güneş, kumu daha hızlı, suyu ise daha yavaş ısıtan az çok sabit bir enerji oranı yayar.

Kumun özgül ısısı sudan çok daha düşüktür; bu yüzden bu kadar hızlı ısınır!

Özgül Isı Tablosu

Joule ve Kalori konularına henüz aşina değilseniz bu rakamlar biraz soyut görünebilir. Hem Joule hem de Kaloriye göre bazı yaygın spesifik ısılara aşina olmak için bu tabloya bir göz atın ve bunları, bu maddelerin nasıl ısındığına dair bildiklerinizle karşılaştırın!

Sıradaki ne?

Suyla ilgili daha fazla bilimsel bilgiye hazır mısınız?Hakkında her şeyi öğrenin su emici bileşikler (uygun şekilde adlandırılmış hidratlar) ve suyun yoğunluğu .

Suyun özgül ısısı hepinizi kimya konusunda heyecanlandırdıysa AP kimya tam size göre olabilir! Bunu kontrol et AP kimya müfredatı Hangi konuların ele alınacağı hakkında daha fazla bilgi edinmek için.

Veya belki de zaten AP kimyasındasınız ve sınavınızda nasıl başarılı olacağınıza dair bazı ipuçları ve püf noktaları arıyorsunuz. Bunu kontrol et AP kimya sınavı rehberi Bilmeniz gereken her şey için!

Sınava tam olarak hazır değilseniz ancak AP kimya kursunuzda biraz ekstra desteğe ihtiyacınız varsa, Bu AP Kimya çalışma kılavuzu tam da aradığınız şey olabilir.