Еквивалентният мех; уникален за топлината
В началото на 19-ти век хората се интересуваха от подобряване на ефективността на парните машини и оръдия. Очевиден факт беше, че след няколко изстрела оръдията се прегряха до такава степен, че станаха безполезни. Това доведе до наблюдението, че трябва да има връзка между механичните и химичните сили, участващи в изстрела, и "калоричността", както се нарича топлината по това време.
Джоул е този, който установява точната връзка между механичната енергия и топлината.
Топлината е пренос на енергия поради температурни разлики. В този контекст калорията се въвежда:
Калорията е топлината, която трябва да се пренесе в грам вода, за да се промени температурата й от 14,5 на 15,5 градуса по Целзий.
Също така има: 1Cal = 1000 кал.
Джоул с помощта на колело с гребло, свързано към набор от ролки с крайни тежести, успя да покаже точна връзка между механичната енергия на тежестите върху ролките и повишаването на температурата на водата в контейнера, поради въртенето на греблата ... Е всичко:
1 кал = 4,186 J
Топлинният капацитет на пробата се определя като количеството енергия, необходимо за повишаване на температурата на тази проба с
Следователно, ако количество топлина Q предизвиква промяна в температурата на веществото, имаме:
Специфичната топлина е топлинният капацитет на единица маса
ЗАБЕЛЕЖКА: По принцип c (T), следователно:
КОНВЕНЦИЯ: Q е положително, ако топлината тече в системата. Q е отрицателно, ако системата се откаже от топлината.
Специфичната топлина зависи от външните условия. За газовете специфичната топлина при постоянно налягане () се различава от специфичната топлина при постоянен обем (). За течностите и твърдите вещества няма голяма разлика между двете.
Техника за измерване на специфичната топлина на вещество X се състои в нагряване на проба до известна температура, поставяне в контейнер с вода с известна маса и по-ниска температура, измерване на температурата на системата след достигане на равновесие.