Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Jednadžba za specifičnu toplinu
- Koristeći specifičnu toplinu za pronalaženje početne temperature
- Specifične promjene topline i faze
Za što je potrebno više energije za zagrijavanje: zrak ili voda? Što je s vodom naspram metala ili vodom u odnosu na drugu tekućinu poput sode?
Ova pitanja i mnoga druga povezana su sa svojstvom materije koja se zove specifična toplina. Specifična toplina je količina topline po jedinici mase koja je potrebna za podizanje temperature tvari za jedan stupanj Celzijusa.
Dakle, potrebno je više energije za zagrijavanje vode nego zraka, jer voda i zrak imaju različitu specifičnu toplinu.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Koristite formulu:
Q = mcΔT, također napisano Q = mc (T - t)0)
pronaći početnu temperaturu (t0) u specifičnom problemu topline.
Zapravo, voda ima jednu od najviših specifičnih zagrijavanja bilo koje "uobičajene" tvari: svojih 4.186 joula / gram ° C. Zato je voda toliko korisna u ublažavanju temperature strojeva, ljudskih tijela, pa čak i planeta.
Jednadžba za specifičnu toplinu
Možete koristiti svojstvo specifične topline da biste pronašli početnu temperaturu tvari. Jednadžba za specifičnu toplinu obično se piše:
Q = mcΔT
gdje je Q količina dodane toplinske energije, m je masa tvari, c je specifična toplina, konstanta, a ΔT znači "promjena temperature".
Provjerite odgovaraju li vaše mjerne jedinice jedinicama korištene u određenoj toplinskoj konstanti! Na primjer, ponekad se specifična toplina može koristiti Celzijus. Drugi put dobit ćete SI jedinicu za temperaturu, a to je Kelvin. U tim će slučajevima jedinice za specifičnu toplinu biti Joules / gram ° C ili Joules / gram K. Isto bi se moglo dogoditi i s gramima u odnosu na kilogram za masu, ili Joules u Bmu za energiju. Obavezno provjerite jedinice i izvršite potrebne pretvorbe prije nego što započnete.
Koristeći specifičnu toplinu za pronalaženje početne temperature
Može se pisati i ΔT (T - t0) ili tvari nove temperature umanjene za početnu temperaturu. Dakle, još jedan način pisanja jednadžbe za specifičnu toplinu je:
Q = mc (T - t)0)
Tako ovaj prepisani oblik jednadžbe olakšava pronalaženje početne temperature. Možete priključiti sve ostale vrijednosti koje ste dali, a zatim riješiti za t0.
Na primjer: Recite da dodate 75,0 Joula energije u 2,0 grama vode, podižući temperaturu na 87 ° C. Specifična toplina vode je 4.184 Joules / gram ° C. Kolika je bila početna temperatura vode?
Uključite dane vrijednosti u svoju jednadžbu:
75.o J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Pojednostaviti:
75.o J = 8,368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Specifične promjene topline i faze
To je jedna važna iznimka koju treba imati na umu. Specifična jednadžba topline ne djeluje tijekom promjene faze, na primjer, od tekućine u plin ili krute do tekućine. To je zato što se sva dodatna energija koja se pumpa koristi za promjenu faza, a ne za povećanje temperature. Tako temperatura ostaje ravna u tom razdoblju, bacajući odnos energije, temperature i specifične topline u toj situaciji.