Termodynamik er det fysiske felt, der beskæftiger sig med temperatur, varme og i sidste ende energioverførsler. Selvom termodynamikens love kan være lidt vanskelige at følge, er termodynamikens første lov et simpelt forhold mellem det udførte arbejde, tilført varme og ændringen i en intern energi stof. Hvis du skal beregne en temperaturændring, er det enten en simpel proces at trække den gamle temperatur fra den nye en, eller det kan involvere den første lov, mængden af energi tilsat som varme og den specifikke varmekapacitet for stoffet i spørgsmål.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
En simpel temperaturændring beregnes ved at trække den endelige temperatur fra den indledende temperatur. Det kan være nødvendigt at konvertere fra Fahrenheit til Celsius eller omvendt, hvilket du kan gøre ved hjælp af en formel eller en online regnemaskine.
Når varmeoverførsel er involveret, skal du bruge denne formel: ændring i temperatur = Q / cm for at beregne temperaturændringen ud fra en bestemt mængde tilsat varme.
Spørgsmål repræsenterer den tilsatte varme, c er den specifikke varmekapacitet for det stof, du opvarmes, og m er massen af det stof, du opvarmes.Hvad er forskellen mellem varme og temperatur?
Den nøglebit baggrund, du har brug for til en temperaturberegning, er forskellen mellem varme og temperatur. Temperaturen på et stof er noget, du er bekendt med fra hverdagen. Det er den mængde, du måler med et termometer. Du ved også, at stoffernes kogepunkter og smeltepunkter afhænger af deres temperatur. I virkeligheden er temperatur et mål for den interne energi, et stof har, men disse oplysninger er ikke vigtige for at udarbejde temperaturændringen.
Varme er lidt anderledes. Dette er et udtryk for overførsel af energi gennem termisk stråling. Den første lov om termodynamik siger, at ændringen i energi svarer til summen af den tilsatte varme og det udførte arbejde. Med andre ord kan du give mere energi til noget ved at varme det op (overføre varme til det) eller ved fysisk at flytte eller røre det (udføre arbejde på det).
Enkel ændring i temperaturberegninger
Den enkleste temperaturberegning, du muligvis skal gøre, indebærer at udregne forskellen mellem start- og sluttemperatur. Dette er let. Du trækker den endelige temperatur fra starttemperaturen for at finde forskellen. Så hvis noget starter ved 50 grader Celsius og slutter ved 75 grader C, så er temperaturændringen 75 grader C - 50 grader C = 25 grader C. Ved fald i temperaturen er resultatet negativt.
Den største udfordring for denne type beregning opstår, når du skal foretage en temperaturkonvertering. Begge temperaturer skal være enten Fahrenheit eller Celsius. Hvis du har en af hver, skal du konvertere en af dem. For at skifte fra Fahrenheit til Celsius skal du trække 32 fra beløbet i Fahrenheit, gange resultatet med 5 og derefter dele det med 9. For at konvertere fra Celsius til Fahrenheit skal du først gange beløbet med 9, derefter dele det med 5 og til sidst tilføje 32 til resultatet. Alternativt skal du bare bruge en online lommeregner.
Beregning af temperaturændring fra varmeoverførsel
Hvis du laver et mere kompliceret problem med varmeoverførsel, er det vanskeligere at beregne temperaturændringen. Den formel, du har brug for, er:
Ændring i temperatur = Q / cm
Hvor Spørgsmål er varmen tilsat, c er stoffets specifikke varmekapacitet, og m er massen af det stof, du varmer op. Varmen er angivet i joule (J), den specifikke varmekapacitet er en mængde i joule pr. Kg (eller gram) ° C, og massen er i kg (kg) eller gram (g). Vand har en specifik varmekapacitet på lige under 4,2 J / g ° C, så hvis du hæver temperaturen på 100 g vand ved hjælp af 4.200 J varme, får du:
Ændring i temperatur = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Vandet stiger i temperatur med 10 grader C. Det eneste du skal huske er, at du skal bruge ensartede enheder til masse. Hvis du har en bestemt varmekapacitet i J / g ° C, har du brug for stoffets masse i gram. Hvis du har det i J / kg ° C, har du brug for stoffets masse i kg.