Jak převést Celsius na Kilojoules

Ze zkušenosti víte, že když hodnota na teploměru indikuje teplota zvyšuje, okolní podmínky se oteplují. Když tato hodnota poklesne, okolní podmínky se ochladí. Pravděpodobně jste si také vědomi, že k přesné kvantifikaci tohoto jevu se používá několik běžných teplotních stupnic.

Pokud změny teploty nějakým způsobem naznačují zisk nebo ztrátu teplo v blízkém okolí, existuje nějaký způsob, jak zachytit korelaci? Lze tedy danou změnu teploty (řekněme ve stupních Celsia nebo ° C) korelovat s daným ziskem nebo ztrátou tepla - za předpokladu, že „teplo“ je vůbec věc, kterou lze ve fyzice přesně měřit?

Opravdu je možné korelovat změny teploty se zisky nebo ztrátami tepla v užitečných tepelných jednotkách, jako jsou kilojouly (kJ) - pokud doslova víte, s čím máte co do činění.

Teplota a její stupnice

Teplota je veličina měřená zařízením zvaným teploměr. Matematicky je odvozena z průměrné kinetické energie částic (atomů a molekul) v systému, jako je uzavřená nádoba nebo místnost.

Kinetická energie je energie pohybu. Když drobné částice projdou vzduchem, srazí se navzájem a srážky uvolňují teplo. Čím vyšší je průměrná rychlost částic v systému, tím více se srazí a tím více tepla se uvolní, což zvýší naměřenou teplotu.

instagram story viewer

Jednotkou teploty SI je Kelvin (K). Nejedná se o titul, a proto nemá žádný přidružený symbol, na rozdíl od případu stupňů Celsia a Fahrenheita. K a ° C však mají stejnou velikost v tom smyslu, že zvýšení o 1 K a zvýšení o 1 ° C představují stejnou fyzickou změnu. Váhy jsou ale posunuty tak, že ° C = -273,15 K a minimální teoretická hodnota K je 0.

Navíc (9/5) ° C + 32 = ° F.

Energie, teplo a jejich jednotky

Tento pojem bezpochyby znáte kalorie jako jeden z mnoha způsobů, jak měřit, co jídlo, které jíte, dodává buněčnému stroji vašeho systému. Některé zdroje tvrdí, že kalorie má jednotky energie; jiní říkají, že to vyžaduje jednotky tepla. Ve skutečnosti jsou obě tvrzení pravdivá, protože teplo je jedním z různých podtypů „oficiálního“ - i když spíše nepolapitelného - množství ve fyzice známého jako energie.

Zatímco kalorie (kal) je základem většiny veřejných rozhovorů v USA o energii poskytované potravinami, nejedná se o jednotku používanou v učebnicích a časopisech o fyzice. Standardní mezinárodní (SI) jednotka energie, a tedy tepla, je joule (J).

1 kalorie = 4,18 J, ale „kalorie“, kterou vidíte na etiketách potravin, je ve skutečnosti kilokalorie (kcal) nebo 1 000 skutečných kalorií. Tedy 1 „kalorie“ na nutriční označení je ve skutečnosti 4 180 joulů, tedy 4,18 kJ.

Jak souvisí teplo a teplota?

Viděli jste, jak teplota souvisí s teplem. Jak ale byla na prvním místě určena velikost „jednoho stupně“? Lidé museli mít způsob, jak označovat skvrny na teplotní stupnici mezi „zamrznutými“ a „uvařenými“ a přiřazovat čísla k těmto intervalům.

Pokud k tomu přidáte dané množství tepla (Q) v joulech k systému nebo odebrání tepla z tohoto systému, můžete určit, jak moc se teplota systému změní (.T) ve stupních Celsia, pokud znáte hmotnost systému (často vzorek vody) m v gramech a jeho měrné teplo c, který se liší od látky k látce:

Q = mc (∆T)

Pro vodu c = 1 cal / (g) (° C) = 4,186 J / (g) (° C).

Příklad: Pokud máte 1-litrový vzorek vody o hmotnosti 1 000 g, kolik energie v kJ je potřeba k zahřátí vzorku o 1 ° C?

Q = mc (∆T) = (1 000 g) (4,186 J / g ° C) (1 ° C) = 4 186 = 4,186 kJ.

Připomeňme, že se jedná o množství energie v jedné „kalorii“ jídla. To je zvláštní, když vezmete v úvahu, že například 1 litr slazené sody má asi 400násobek tohoto množství, ale tělo zachází s „kalorií“ mnohem jinak než s jednoduchou nádobou s vodou.

Teachs.ru
  • Podíl
instagram viewer