كيف تحسب التغير في درجة الحرارة

الديناميكا الحرارية هي مجال الفيزياء المعنية بدرجة الحرارة والحرارة ، وفي النهاية ، نقل الطاقة. على الرغم من صعوبة اتباع قوانين الديناميكا الحرارية ، إلا أن القانون الأول للديناميكا الحرارية هو علاقة بسيطة بين العمل المنجز والحرارة المضافة والتغير في الطاقة الداخلية لـ مستوى. إذا كان عليك حساب التغير في درجة الحرارة ، فهي إما عملية بسيطة لطرح درجة الحرارة القديمة من الجديدة واحد ، أو قد يشمل القانون الأول ، وكمية الطاقة المضافة كحرارة ، والقدرة الحرارية النوعية للمادة في سؤال.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

يتم حساب التغير البسيط في درجة الحرارة عن طريق طرح درجة الحرارة النهائية من درجة الحرارة الأولية. قد تحتاج إلى التحويل من فهرنهايت إلى درجة مئوية أو العكس ، وهو ما يمكنك القيام به باستخدام صيغة أو آلة حاسبة عبر الإنترنت.

عندما يتعلق الأمر بنقل الحرارة ، استخدم هذه الصيغة: التغيير في درجة الحرارة = Q / سم لحساب التغير في درجة الحرارة من كمية معينة من الحرارة المضافة. س يمثل الحرارة المضافة ، ج هي السعة الحرارية المحددة للمادة التي تقوم بتسخينها ، و م هي كتلة المادة التي تسخنها.

الجزء الأساسي من الخلفية التي تحتاجها لحساب درجة الحرارة هو الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة. تعتبر درجة حرارة مادة ما شيئًا مألوفًا لك في الحياة اليومية. إنها الكمية التي تقيسها باستخدام مقياس حرارة. أنت تعلم أيضًا أن نقاط الغليان ونقاط الانصهار للمواد تعتمد على درجة حرارتها. في الواقع ، تعتبر درجة الحرارة مقياسًا للطاقة الداخلية التي تمتلكها مادة ما ، ولكن هذه المعلومات ليست مهمة لحساب التغير في درجة الحرارة.

الحرارة مختلفة بعض الشيء. هذا مصطلح لنقل الطاقة من خلال الإشعاع الحراري. ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أن التغير في الطاقة يساوي مجموع الحرارة المضافة والعمل المنجز. بمعنى آخر ، يمكنك إعطاء المزيد من الطاقة لشيء ما عن طريق تسخينه (نقل الحرارة إليه) أو عن طريق تحريكه أو تحريكه جسديًا (العمل عليه).

تتضمن أبسط حساب لدرجة الحرارة قد يتعين عليك القيام به حساب الفرق بين درجة حرارة البداية والنهاية. هذا سهل. يمكنك طرح درجة الحرارة النهائية من درجة حرارة البداية لمعرفة الفرق. لذا ، إذا بدأ شيء ما عند 50 درجة مئوية وانتهى عند 75 درجة مئوية ، فإن التغير في درجة الحرارة هو 75 درجة مئوية - 50 درجة مئوية = 25 درجة مئوية. لانخفاض درجة الحرارة ، تكون النتيجة سلبية.

يحدث التحدي الأكبر لهذا النوع من الحسابات عندما تحتاج إلى إجراء تحويل لدرجة الحرارة. يجب أن تكون كلتا درجات الحرارة إما فهرنهايت أو مئوية. إذا كان لديك واحد من كل منهما ، فقم بتحويل واحد منهم. للتبديل من فهرنهايت إلى سلزيوس ، اطرح 32 من المقدار بالفهرنهايت ، واضرب الناتج في 5 ، ثم اقسمه على 9. للتحويل من الدرجة المئوية إلى الفهرنهايت ، اضرب أولاً المقدار في 9 ، ثم اقسمه على 5 ، وأخيرًا أضف 32 إلى النتيجة. بدلاً من ذلك ، ما عليك سوى استخدام الآلة الحاسبة عبر الإنترنت.

إذا كنت تقوم بمشكلة أكثر تعقيدًا تتضمن نقل الحرارة ، فإن حساب التغير في درجة الحرارة يكون أكثر صعوبة. الصيغة التي تحتاجها هي:

التغيير في درجة الحرارة = س / سم

أين س هي الحرارة المضافة ، ج هي السعة الحرارية النوعية للمادة ، و م هي كتلة المادة التي تقوم بتسخينها. تُعطى الحرارة بالجول (J) ، السعة الحرارية النوعية هي المقدار بالجول لكل كيلوغرام (أو جرام) درجة مئوية ، والكتلة بالكيلوجرام (كجم) أو الجرام (جم). يحتوي الماء على سعة حرارية محددة أقل بقليل من 4.2 J / g ° C ، لذلك إذا كنت ترفع درجة حرارة 100 جرام من الماء باستخدام 4200 J من الحرارة ، فستحصل على:

التغير في درجة الحرارة = 4200 J (4.2 J / g ° C × 100 جم) = 10 درجة مئوية

ترتفع درجة حرارة الماء بمقدار 10 درجات مئوية. الشيء الوحيد الذي يجب أن تتذكره هو أنه يجب عليك استخدام وحدات متسقة للكتلة. إذا كانت لديك سعة حرارية محددة بـ J / g ° C ، فأنت بحاجة إلى كتلة المادة بالجرام. إذا كان لديك J / كجم درجة مئوية ، فأنت بحاجة إلى كتلة المادة بالكيلوجرام.