Hassas termometreler en yaygın olarak küçük özgül ısıya sahip malzemelerden yapılır. Isı depolama maddeleri, özgül ısısı yüksek malzemelerden yapılır. Kara ve deniz meltemi gibi doğa olayları da ısı değişim prosedürlerinin sonucudur. Özgül ısı ve molar özgül ısı uygulamaları çoktur. Ancak, aralarında büyük bir fark var.
Özgül Isı ve Molar Özgül Isı
Özgül ısı ve molar özgül ısı arasındaki fark, özgül ısının birim kütleli bir maddenin ısı kapasitesini, molar özgül ısının 1 mol bir maddenin ısı kapasitesini ifade etmesidir. Ayrıca, özgül ısı sistemdeki maddenin fazına bağlıyken, molar özgül ısı ondan bağımsızdır.
Özgül ısı, yoğun bir özellik olarak alınır, çünkü maddenin kütlesinden bağımsız olan birim kütleli bir maddenin ısı kapasitesidir. Genel olarak metaller ve kumun özgül ısısı düşüktür, bu nedenle çabuk ısınırlar. Öte yandan, suyun önemli ölçüde yüksek özgül ısısı vardır, bu nedenle küçük sıcaklık artışı için önemli ölçüde uzun zaman alır.
Molar özgül ısı, geniş bir özellik olarak alınır, çünkü bu, kütlesine bağlı olan 1 mol bir maddenin ısı kapasitesidir. Molara özgü ısı yine iki türe ayrılır. Gaz durumunda, iki molar özgül ısıya sahiptirler. Genellikle cm ile gösterilir ve J•kg metrik sistemine sahiptir.-1• mol-1.
Özgül Isı ve Molar Özgül Isı Arasındaki Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | Özısı | Molar Özgül Isı |
| Tanım | Özgül ısı: Birim kütleli bir maddenin sıcaklığını 1°C (veya 1K) arttırmak için ihtiyaç duyduğu ısı enerjisi miktarıdır. | 1 mol maddenin sıcaklığını 1°C (veya 1K) arttırmak için tercih ettiği ısı enerjisinin oranıdır. |
| formül | Özgül ısı formülü: Q = MCT. | Molar özgül ısı formülü: cM = q/n∆T |
| SI Birimi | J•kg-1•K-1. | SI birimlerinde molara özgü ısı J•K olarak temsil edilir.-1• mol-1. |
| Belirten | c ile gösterilir. | c ile gösterilirm. |
| Bağlı olduğu faktörler | Bir maddenin belirli ısısı üç faktöre bağlıdır:Sıcaklık değişimiSistemdeki maddenin doğasıMaddenin sistemdeki hali. | Bir maddenin molar özgül ısısı aşağıdaki üç faktöre bağlıdır:Maddenin sıcaklığıMaddenin doğasıIsı uygulama koşulları. |
Özgül Isı nedir?
Buzdolabından bir karpuz çıkarıldığında, karpuzun sıcaklığının dış ortama maruz kaldıktan sonra bile bir süre aynı kaldığını fark edebilirsiniz. Bunun nedeni, hem iç hem de dış katmanların özgül ısılarının farklı olmasıdır. Özgül ısı, birim kütleli bir maddenin sıcaklığını 1°C (1K) arttırmak için ihtiyaç duyduğu ısı enerjisi miktarı olarak tanımlanabilir.
Bu nedenle, yüksek özgül ısıya sahip bir nesne, bir dakikalık sıcaklık artışı için diğer maddelerden nispeten daha fazla ısı gerektirir. Tersinden konuşursak, yüksek özgül ısıya sahip nesnelerin ve maddelerin cesaretini kaybetmek için çok zaman alacağı sonucuna da varılabilir. Bunun nedeni, maddenin veya nesnenin sıcaklığındaki bir dakikalık düşüş için daha fazla ısı kaybetmesi gerekmesidir.
Karpuz, 4180 J•kg gibi oldukça yüksek bir özgül ısıya sahip suya sahip olduğundan-1•K-1, buzdolabından çıkarıldıktan sonra bile bir süre sıcaklıkta fazla değişiklik olmadan serin kalır. Özgül ısı formülü Q = MCT'dir; burada Q, ısı enerjisini, m, maddenin kütlesini, c, maddenin özgül ısı kapasitesini ve T, istenen sıcaklık değişikliğini belirtir.
Günlük hayatımızda özgül ısının çeşitli uygulamaları vardır. Pişirme aletleri ve mutfak eşyaları gibi temel malzemeler, küçük özgül ısıya sahip maddelerden yapılır. Bunun nedeni, bu malzemelerin ısınması için düşük miktarda ısıya ihtiyaç duymasıdır. Ayrıca su ısıtıcısı kulpları da fazla ısıtma yapmadan uygun sıcaklık değişimine neden olacak bu tür malzemelerden yapılmıştır. Spesifik ısı, gezegenimizin ikliminin korunmasında da hayati bir rol oynar.
Molar Özgül Isı nedir?
Gazlar söz konusu olduğunda, mol noktası kütle noktasından daha kabul edilebilirdir. Bu nedenle, molar özgül ısı, 1 mol maddenin sıcaklığını 1°C (veya 1K) uzatmak için ihtiyaç duyduğu ısı enerjisi miktarıdır. Molar özgül ısı formülü cm = q/n∆T'dir, burada ∆q joule cinsinden ısı enerjisini, n mol sayısını ve ∆T sıcaklık değişimini belirtir.
Daha derin dalış, molar özgül ısı kapasitesi iki tiptir; sabit bir hacimde ve sabit bir basınçta. Basınç sabit olduğunda, katı bir maddenin sürekli basınçta ısıtılması nedeniyle elde edilen özgül ısıyı ifade eden Cp ile gösterilir. Basınç sabit olduğunda, katı bir maddenin sabit bir hacimde ısıtılması nedeniyle elde edilen özgül ısıyı ifade eden Cv ile gösterilir.
Cp ve Cv arasındaki ilişki Cp – Cv = nR'dir. Ancak bu ilişki yalnızca sabit basınçta geçerlidir.
Özgül Isı ve Molar Özgül Isı Arasındaki Temel Farklar
Çözüm
Çeşitli işlemlerde ısı değişiminin ölçülmesi sürecini ifade eden kalorimetri ile maddelerin özgül ısısı ve molar özgül ısısı ölçülebilir. Gerçekleşen ısı alışverişinin miktarını ölçmek için bir kalorimetre kullanılır.
Adyabatik kalorimetreler, reaksiyon kalorimetreleri, bomba kalorimetreleri, adyabatik ve droperidol kalorimetreler, Calvet tipi kalorimetreler vb. gibi çeşitli kalorimetreler. Kullanılan kalorimetre genellikle iyi yalıtılmıştır. Esas olarak çevre ve kalorimetre arasındaki herhangi bir ısı alışverişini önlemek için yapılır. Kalorimetrik ölçümler dünya çapında kabul edilmekte ve kabul edilmektedir.
