Термодинамиката е областта на физиката, занимаваща се с температурата, топлината и в крайна сметка енергийните трансфери. Въпреки че законите на термодинамиката могат да бъдат малко трудни за спазване, първият закон на термодинамиката е проста връзка между свършената работа, добавената топлина и промяната във вътрешната енергия на а вещество. Ако трябва да изчислите промяна в температурата, това е или прост процес на изваждане на старата температура от новата един или може да включва първия закон, количеството добавена енергия като топлина и специфичния топлинен капацитет на веществото в въпрос.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Една проста промяна в температурата се изчислява чрез изваждане на крайната температура от началната температура. Може да се наложи да конвертирате от Фаренхайт в Целзий или обратно, което можете да направите с помощта на формула или онлайн калкулатор.
Когато става въпрос за пренос на топлина, използвайте тази формула: промяна в температурата = Q / cm, за да изчислите промяната в температурата от определено количество добавена топлина.
Въпрос: представлява добавената топлина, ° С е специфичният топлинен капацитет на веществото, което нагрявате, и м е масата на веществото, което нагрявате.Каква е разликата между топлината и температурата?
Ключовият фон на фона, който ви е необходим за изчисляване на температурата, е разликата между топлината и температурата. Температурата на дадено вещество е нещо, с което сте запознати от ежедневието. Това е количеството, което измервате с термометър. Също така знаете, че температурите на кипене и температурите на топене на веществата зависят от тяхната температура. В действителност температурата е мярка за вътрешната енергия на дадено вещество, но тази информация не е важна за определяне на промяната в температурата.
Топлината е малко по-различна. Това е термин за пренос на енергия чрез топлинно излъчване. Първият закон на термодинамиката казва, че промяната в енергията е равна на сумата от добавената топлина и извършената работа. С други думи, можете да дадете повече енергия на нещо, като го загреете (прехвърлите топлина към него) или като го преместите физически или разбъркате (като вършите работа по него).
Проста промяна в изчисленията на температурата
Най-простото изчисляване на температурата, което може да се наложи да направите, включва изчисляване на разликата между началната и крайната температура. Това е лесно. Изваждате крайната температура от началната температура, за да намерите разликата. Така че, ако нещо започва от 50 градуса по Целзий и завършва при 75 градуса С, тогава промяната в температурата е 75 градуса С - 50 градуса С = 25 градуса С. При понижения на температурата резултатът е отрицателен.
Най-голямото предизвикателство за този тип изчисления възниква, когато трябва да направите преобразуване на температурата. И двете температури трябва да бъдат или по Фаренхайт, или по Целзий. Ако имате по един от всеки, конвертирайте един от тях. За да превключите от Фаренхайт към Целзий, извадете 32 от сумата във Фаренхайт, умножете резултата по 5 и след това го разделете на 9. За да конвертирате от Целзий във Фаренхайт, първо умножете сумата по 9, след това я разделете на 5 и накрая добавете 32 към резултата. Като алтернатива просто използвайте онлайн калкулатор.
Изчисляване на температурна промяна от пренос на топлина
Ако правите по-сложен проблем, свързан с пренос на топлина, изчисляването на промяната в температурата е по-трудно. Формулата, от която се нуждаете, е:
Промяна в температурата = Q / cm
Където Въпрос: добавената топлина, ° С е специфичният топлинен капацитет на веществото, и м е масата на веществото, което загрявате. Топлината се дава в джаули (J), специфичният топлинен капацитет е количество в джаули на килограм (или грам) ° C, а масата е в килограми (kg) или грамове (g). Водата има специфичен топлинен капацитет от малко под 4.2 J / g ° C, така че ако повишавате температурата на 100 g вода, използвайки 4200 J топлина, получавате:
Промяна в температурата = 4200 J ÷ (4.2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Температурата на водата се повишава с 10 градуса С. Единственото нещо, което трябва да запомните, е, че трябва да използвате постоянни единици за маса. Ако имате специфичен топлинен капацитет в J / g ° C, тогава имате нужда от масата на веществото в грамове. Ако го имате в J / kg ° C, тогава имате нужда от масата на веществото в килограми.