Termodynamika je pole fyziky zabývající se teplotou, teplem a nakonec přenosem energie. Ačkoli zákony termodynamiky mohou být trochu obtížné dodržovat, první zákon termodynamiky je jednoduchý vztah mezi provedenou prací, přidaným teplem a změnou vnitřní energie a látka. Pokud musíte vypočítat změnu teploty, je to buď jednoduchý proces odečtení staré teploty od nové jeden, nebo to může zahrnovat první zákon, množství energie přidané jako teplo a měrnou tepelnou kapacitu látky v otázka.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Jednoduchá změna teploty se vypočítá odečtením konečné teploty od počáteční teploty. Možná budete muset převést z Fahrenheita na Celsia nebo naopak, což můžete provést pomocí vzorce nebo online kalkulačky.
Pokud jde o přenos tepla, použijte tento vzorec: změna teploty = Q / cm pro výpočet změny teploty z konkrétního množství přidaného tepla. Q představuje přidané teplo, C je měrná tepelná kapacita látky, kterou topíte, a m je hmotnost látky, kterou topíte.
Jaký je rozdíl mezi teplem a teplotou?
Klíčovým bitem pozadí, který potřebujete pro výpočet teploty, je rozdíl mezi teplotou a teplotou. Teplota látky je něco, co znáte z každodenního života. Je to množství, které měříte teploměrem. Také víte, že body varu a teploty tání látek závisí na jejich teplotě. Ve skutečnosti je teplota měřítkem vnitřní energie, kterou látka má, ale tato informace není důležitá pro zpracování změny teploty.
Teplo je trochu jiné. Toto je termín pro přenos energie tepelným zářením. První zákon termodynamiky říká, že změna energie se rovná součtu přidaného tepla a odvedené práce. Jinými slovy, něčemu můžete dát více energie zahřátím (přenesením tepla do něj) nebo fyzickým pohybem nebo mícháním (prací na tom).
Jednoduchá změna teplotních výpočtů
Nejjednodušší výpočet teploty, který možná budete muset udělat, zahrnuje výpočet rozdílu mezi počáteční a cílovou teplotou. To je snadné. Odečtením konečné teploty od počáteční teploty zjistíte rozdíl. Takže pokud něco začíná na 50 stupních Celsia a končí na 75 stupních C, pak je změna teploty 75 stupňů C - 50 stupňů C = 25 stupňů C. Při poklesu teploty je výsledek negativní.
Největší výzva pro tento typ výpočtu nastává, když potřebujete provést převod teploty. Obě teploty musí být buď Fahrenheita nebo Celsia. Pokud máte jeden z každého, převeďte jeden z nich. Chcete-li přepnout z Fahrenheita na Celsia, odečtěte od částky ve Fahrenheitu 32, vynásobte výsledek 5 a poté jej vydělte 9. Chcete-li převést z Celsia na Fahrenheita, nejprve vynásobte částku 9, poté ji vydělte 5 a nakonec k výsledku přidejte 32. Případně použijte online kalkulačku.
Výpočet změny teploty z přenosu tepla
Pokud děláte složitější problém s přenosem tepla, je výpočet změny teploty obtížnější. Vzorec, který potřebujete, je:
Změna teploty = Q / cm
Kde Q je přidané teplo, C je měrná tepelná kapacita látky a m je hmotnost látky, kterou zahříváte. Teplo se udává v joulech (J), měrná tepelná kapacita je množství v joulech na kilogram (nebo gram) ° C a hmotnost v kilogramech (kg) nebo gramech (g). Voda má měrnou tepelnou kapacitu těsně pod 4,2 J / g ° C, takže pokud zvýšíte teplotu 100 g vody pomocí 4 200 J tepla, získáte:
Změna teploty = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Teplota vody se zvyšuje o 10 stupňů C. Jediná věc, kterou si musíte pamatovat, je, že pro hmotnost musíte použít konzistentní jednotky. Pokud máte specifickou tepelnou kapacitu v J / g ° C, potřebujete hmotnost látky v gramech. Pokud ji máte v J / kg ° C, potřebujete hmotnost látky v kilogramech.