Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Ecuația pentru căldură specifică
- Folosirea căldurii specifice pentru a găsi temperatura inițială
- Modificări specifice de căldură și fază
Care necesită mai multă energie pentru a se încălzi: aerul sau apa? Ce zici de apă față de metal sau apă față de alt lichid precum soda?
Aceste întrebări și multe altele sunt legate de o proprietate a materiei numită căldură specifică. Căldura specifică este cantitatea de căldură pe unitatea de masă necesară pentru ridicarea temperaturii substanțelor cu un grad Celsius.
Deci este nevoie de mai multă energie pentru a încălzi apa decât aerul, deoarece apa și aerul au diferite călduri specifice.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Utilizați formula:
Q = mcΔT, tot scris Q = mc (T - t0)
pentru a găsi temperatura inițială (t0) într-o problemă specifică de căldură.
De fapt, apa are una dintre cele mai mari călduri specifice ale oricărei substanțe „comune”: 4.186 joule / gram ° C. De aceea, apa este atât de utilă pentru a modera temperatura mașinilor, a corpurilor umane și chiar a planetei.
Ecuația pentru căldură specifică
Puteți utiliza proprietatea căldurii specifice pentru a găsi o temperatură inițială a substanțelor. Ecuația pentru căldură specifică este de obicei scrisă:
Q = mcΔT
unde Q este cantitatea de energie termică adăugată, m este masa substanțelor, c este căldură specifică, o constantă și ΔT înseamnă „modificarea temperaturii”.
Asigurați-vă că unitățile dvs. de măsură se potrivesc cu unitățile utilizate în constanta de căldură specifică! De exemplu, uneori, căldura specifică poate folosi Celsius. Alteori, veți obține unitatea SI pentru temperatură, care este Kelvin. În aceste cazuri, unitățile pentru căldură specifică vor fi fie Joule / gram ° C, fie altele Joules / gram K. La fel s-ar putea întâmpla cu grame versus kilograme pentru masă sau Joules to Bmu pentru energie. Asigurați-vă că verificați unitățile și efectuați conversiile necesare înainte de a începe.
Folosirea căldurii specifice pentru a găsi temperatura inițială
ΔT mai poate fi scris (T - t0), sau o temperatură nouă de substanțe minus temperatura inițială. Deci, un alt mod de a scrie ecuația pentru căldură specifică este:
Q = mc (T - t0)
Deci, această formă rescrisă a ecuației face simplă găsirea temperaturii inițiale. Puteți conecta toate celelalte valori pe care vi le-ați dat, apoi rezolvați pentru t0.
De exemplu: Spuneți că adăugați 75,0 Joule de energie la 2,0 grame de apă, ridicând temperatura la 87 ° C. Căldura specifică apelor este de 4,184 Joule / gram ° C. Care a fost temperatura inițială a apei?
Conectați valorile date la ecuația dvs.:
75.o J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Simplifica:
75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Modificări specifice de căldură și fază
Există o excepție importantă de care trebuie să țineți cont. Ecuația termică specifică nu funcționează în timpul unei schimbări de fază, de exemplu, de la un lichid la un gaz sau la un solid la un lichid. Acest lucru se datorează faptului că toată energia suplimentară în care este pompat este folosită pentru schimbarea fazelor, nu pentru creșterea temperaturii. Așadar, temperatura rămâne plană în perioada respectivă, eliminând relația dintre energie, temperatură și căldură specifică în acea situație.