Какво е уравнението за намиране на начална температура?

Кое отнема повече енергия за загряване: въздух или вода? Какво ще кажете за вода срещу метал или вода срещу друга течност като сода?

Тези въпроси и много други са свързани със свойство на материята, наречено специфична топлина. Специфичната топлина е количеството топлина на единица маса, необходимо за повишаване на температурата на веществото с един градус по Целзий.

Така че е необходима повече енергия за нагряване на водата, отколкото въздух, тъй като водата и въздухът имат различни специфични топлини.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Използвайте формулата:

Q = mcΔT, също написано Q = mc (T - t₀)

за да се намери началната температура (t₀) при специфичен проблем с топлината.

В действителност, водата има една от най-високите специфични топлини от всяко „общо“ вещество: Тя е 4.186 джаула / грам ° C. Ето защо водата е толкова полезна за регулиране на температурата на машините, човешките тела и дори на планетата.

Можете да използвате свойството на специфична топлина, за да намерите началната температура на веществото. Уравнението за специфична топлина обикновено се записва:

Q = mcΔT

където Q е количеството добавена топлинна енергия, m е масата на веществото, c е специфична топлина, константа и ΔT означава „промяна в температурата“.

Уверете се, че мерните ви единици съвпадат с мерните единици, използвани в специфичната топлинна константа! Например, понякога специфичната топлина може да използва Целзий. Друг път ще получите SI единица за температура, която е Келвин. В тези случаи единиците за специфична топлина ще бъдат или джаули / грам ° C, или джаули / грам К. Същото може да се случи с грамове спрямо килограми за масата или с Джоули за Bmu за енергия. Не забравяйте да проверите мерните единици и да направите необходимите преобразувания, преди да започнете.

ΔT също може да се запише (T - t₀), или новата температура на веществото минус първоначалната му температура. Така че друг начин за писане на уравнението за специфична топлина е:

Q = mc (T - t₀)

Така че тази пренаписана форма на уравнението улеснява намирането на началната температура. Можете да включите всички останали стойности, които сте получили, след което да решите за t₀.

Например: Да кажем, че добавяте 75,0 джаула енергия към 2,0 грама вода, повишавайки нейната температура до 87 ° C. Специфичната топлина на водата е 4.184 джаула / грам ° C. Каква беше първоначалната температура на водата?

Включете дадените стойности във вашето уравнение:

75.o J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t₀).

Опростете:

75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t₀).

8,96 ° C = (87 ° C - t₀)

78 ° С = t₀.

Има едно важно изключение, което трябва да имате предвид. Уравнението за специфична топлина не работи по време на фазова промяна, например от течност в газ или твърдо вещество в течност. Това е така, защото цялата допълнителна енергия, която се изпомпва, се използва за промяна на фазата, а не за повишаване на температурата. Така че температурата остава равна през този период, изхвърляйки връзката между енергия, температура и специфична топлина в тази ситуация.