Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Erisoojuse võrrand
- Spetsiifilise kuumuse kasutamine esialgse temperatuuri leidmiseks
- Konkreetsed soojuse ja faasi muutused
Kumb võtab kuumutamiseks rohkem energiat: õhk või vesi? Kuidas oleks vee või metalli või vee ja mõne muu vedeliku, näiteks soodaga?
Need ja paljud teised küsimused on seotud mateeria omadusega, mida nimetatakse spetsiifiliseks soojuseks. Erisoojus on soojushulk massiühiku kohta, mis on vajalik aine temperatuuri tõstmiseks ühe Celsiuse kraadi võrra.
Nii et vee soojendamiseks kulub rohkem energiat kui õhku, kuna vesi ja õhk on eriomase soojendusega.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Kasutage valemit:
Q = mcΔT, ka kirjutatud Q = mc (T - t0)
algtemperatuuri (t0) konkreetses soojusprobleemis.
Tegelikult on vees mis tahes "tavalise" aine üks suurimaid erikuumusi: selle 4,186 džauli grammi ° C kohta. Seetõttu on vesi masinate, inimkehade ja isegi planeedi temperatuuri modelleerimisel nii kasulik.
Erisoojuse võrrand
Ainete algtemperatuuri leidmiseks võite kasutada konkreetse soojuse omadusi. Spetsiifilise soojuse võrrand kirjutatakse tavaliselt:
Q = mcΔT
kus Q on lisatud soojusenergia kogus, m on aine mass, c on spetsiifiline soojus, konstant ja ΔT tähendab "temperatuuri muutust".
Veenduge, et teie mõõtühikud vastavad konkreetse soojuskonstandi väärtustele! Näiteks võib konkreetne kuumus mõnikord kasutada Celsiust. Teinekord saate temperatuuri SI-ühiku, milleks on Kelvin. Nendel juhtudel on konkreetse soojusühiku väärtus kas džaulides grammi ° C kohta või džaulides grammi kohta K. Sama võib juhtuda grammides versus kilogrammi massi kohta või džaulides ühikutes Bmu energiaga. Enne alustamist kontrollige kindlasti ühikuid ja tehke vajalikud konversioonid.
Spetsiifilise kuumuse kasutamine esialgse temperatuuri leidmiseks
ΔT saab ka kirjutada (T - t0) või aine uus temperatuur, millest lahutatakse algtemperatuur. Teine viis konkreetse soojuse võrrandi kirjutamiseks on järgmine:
Q = mc (T - t0)
Seega muudab see võrrandi ümberkirjutatud vorm algtemperatuuri leidmise lihtsaks. Saate ühendada kõik muud väärtused, mis teile antakse, ja seejärel lahendada t jaoks0.
Näiteks: öelge, et lisate 2,0 grammi veele 75,0 džaulit energiat, tõstes selle temperatuuri 87 ° C-ni. Vee erisoojus on 4,184 Džaulides grammi ° C kohta. Milline oli vee algtemperatuur?
Ühendage antud väärtused oma võrrandisse:
75.o J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Lihtsustama:
75.o J = 8,368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Konkreetsed soojuse ja faasi muutused
Seal on üks oluline erand, mida tuleks meeles pidada. Spetsiifiline soojusvõrrand ei tööta faasivahetuse ajal, näiteks vedelikust gaasiks või tahkeks vedelikuks. Asi on selles, et kõiki lisaenergiaid, mida sisse pumbatakse, kasutatakse faasivahetuseks, mitte temperatuuri tõstmiseks. Nii püsib temperatuur sel perioodil ühtlane, kustutades energia, temperatuuri ja konkreetse soojuse vahelise seose selles olukorras.