Mis on võrrand algtemperatuuri leidmiseks?

Kumb võtab soojendamiseks rohkem energiat: õhk või vesi? Kuidas oleks veega või metalliga või veega või muu vedelikuga, nagu sooda?

Need küsimused ja paljud teised on seotud aineomadusega, mida nimetatakse erisoojuseks. Spetsiifiline soojus on soojushulk massiühiku kohta, mis on vajalik aine temperatuuri tõstmiseks ühe Celsiuse kraadi võrra.

Niisiis kulub vee soojendamiseks rohkem energiat kui õhku, kuna vesi ja õhk omavad erisoojusi.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Kasutage valemit:

Q = mcΔT, ka kirjutatud Q = mc (T - t₀)

algtemperatuuri (t₀) konkreetses kuumusprobleemis.

Tegelikult on vees üks kõige tavalisematest ainetest kõige kõrgem spetsiifiline kuumus: see on 4,166 joule / gramm ° C. Seetõttu on vesi nii kasulik masinate, inimkehade ja isegi planeedi temperatuuri reguleerimiseks.

Aine algtemperatuuri leidmiseks võite kasutada spetsiifilise kuumuse omadust. Spetsiifilise soojuse võrrand kirjutatakse tavaliselt:

Q = mcΔT

kus Q on lisatud soojusenergia kogus, m on aine mass, c on erisoojus, konstant ja ΔT tähendab "temperatuuri muutust".

Veenduge, et teie mõõtühikud vastavad konkreetses soojuskonstandis kasutatud üksustele! Näiteks võib erisoojus mõnikord kasutada Celsiuse järgi. Muul ajal saate temperatuuri jaoks SI-ühiku, milleks on Kelvin. Nendel juhtudel on erisoojuse ühikuteks džaul / gramm ° C või muidu džaul / gramm K. Sama võib juhtuda ka grammide ja kilogrammi massi kohta või Joules kuni Bmu energia saamiseks. Enne alustamist kontrollige kindlasti ühikuid ja tehke vajalikud konversioonid.

Võib kirjutada ka ΔT (T - t₀) või aine uus temperatuur, millest on lahutatud selle algtemperatuur. Seega on veel üks võimalus erisoojuse võrrandi kirjutamiseks:

Q = mc (T - t₀)

Nii et see võrrandi ümberkirjutatud vorm muudab algtemperatuuri leidmise lihtsaks. Võite ühendada kõik muud teile antud väärtused ja seejärel lahendada t₀.

Näiteks: Oletame, et lisate 75,0 džauli energiat 2,0 grammi vette, tõstes selle temperatuuri 87 ° C-ni. Vee erisoojus on 4,184 džauli / gramm ° C. Milline oli vee algtemperatuur?

Sisestage antud väärtused oma võrrandisse:

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

Lihtsustama:

75 ° J = 8,368 J / ° C x (87 ° C - t₀).

8,96 ° C = (87 ° C - t₀)

78 ° C = t₀.

Tuleb meeles pidada ühte olulist erandit. Spetsiifiline soojusvõrrand ei toimi faasimuutuse ajal, näiteks vedelast gaasist või tahkest vedelaks. Seda seetõttu, et kogu pumbatav lisaenergia kulub faasimuutuseks, mitte temperatuuri tõstmiseks. Nii et temperatuur püsib sel perioodil tasane, heites selles olukorras energia, temperatuuri ja erisoojuse suhte.