Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Enačba za specifično toploto
- Uporaba posebne toplote za iskanje začetne temperature
- Specifične spremembe toplote in faz
Za kaj je potrebno več energije za segrevanje: zrak ali voda? Kaj pa voda v primerjavi s kovino ali voda v primerjavi z drugo tekočino, kot je soda?
Ta vprašanja in mnoga druga so povezana z lastnostjo snovi, imenovano specifična toplota. Specifična toplota je količina toplote na enoto mase, potrebna za zvišanje temperature snovi za eno stopinjo Celzija.
Tako je za segrevanje vode potrebno več energije kot zrak, ker imata voda in zrak različne specifične toplote.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Uporabite formulo:
Q = mcΔT, tudi napisano Q = mc (T - t0)
najti začetno temperaturo (t0) v specifični težavi s toploto.
V resnici ima voda eno najvišjih specifičnih segrevanj katere koli "običajne" snovi: njen 4.186 džul / gram ° C. Zato je voda tako koristna pri zniževanju temperature strojev, človeških teles in celo planeta.
Enačba za specifično toploto
Za določitev začetne temperature snovi lahko uporabite lastnost specifične toplote. Enačba za specifično toploto je običajno napisana:
Q = mcΔT
kjer je Q količina dodane toplotne energije, m masa snovi, c je specifična toplota, konstanta in ΔT pomeni "spremembo temperature."
Prepričajte se, da se vaše merske enote ujemajo z enotami, uporabljenimi v določeni toplotni konstanti! Na primer, včasih specifično toploto lahko uporablja Celzija. Drugič boste dobili enoto SI za temperaturo, ki je Kelvina. V teh primerih bodo enote specifične toplote bodisi Joules / gram ° C ali Joules / gram K. Enako se lahko zgodi z grami v primerjavi s kilogrami za maso ali Joules v Bmu za energijo. Preden začnete, preverite enote in izvedite vse potrebne pretvorbe.
Uporaba posebne toplote za iskanje začetne temperature
Lahko se napiše tudi ΔT (T - t0) ali snovi, ki ima novo temperaturo, zmanjšano za njeno začetno temperaturo. Drugi način, kako napisati enačbo za specifično toploto, je:
Q = mc (T - t0)
Torej ta prepisana oblika enačbe poenostavi iskanje začetne temperature. Vključite lahko vse druge vrednosti, ki ste jih dali, nato pa se odločite za t0.
Na primer: Recite, da dodate 75,0 Joula energije na 2,0 grama vode, kar dvigne njeno temperaturo na 87 ° C. Toplota za vode je 4,184 Joules / gram ° C. Kakšna je bila začetna temperatura vode?
Vstavite dane vrednosti v enačbo:
75.o J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Poenostavite:
75.o J = 8,368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Specifične spremembe toplote in faz
To je ena pomembna izjema, ki jo morate upoštevati. Specifična enačba toplote ne deluje med fazno spremembo, na primer iz tekočine v plin ali trdne snovi v tekočino. To je zato, ker se vsa dodatna energija, ki jo črpamo, porabi za fazno spremembo, ne za povečanje temperature. Tako temperatura v tem obdobju ostane ravna, kar odvrže razmerje med energijo, temperaturo in specifično toploto v tej situaciji.