Termodünaamika on füüsika valdkond, mis on seotud temperatuuri, soojuse ja lõpuks energia ülekandmisega. Ehkki termodünaamika seaduste järgimine võib olla veidi keeruline, on termodünaamika esimene seadus siiski lihtne suhe tehtud töö, lisatud soojuse ja a siseenergia muutuse vahel aine. Kui peate arvutama temperatuuri muutuse, on see kas lihtne protsess uue temperatuuri lahutamiseks uuest üks või see võib hõlmata esimest seadust, soojuseks lisatud energia hulka ja aine erisoojusvõimsust küsimus.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Lihtne temperatuuri muutus arvutatakse, lahutades algtemperatuurist lõpliku temperatuuri. Võimalik, et peate teisendama Fahrenheiti Celsiuse järgi või vastupidi, mida saate teha valemi või veebikalkulaatori abil.
Kui tegemist on soojusülekandega, kasutage järgmist valemit: temperatuuri muutus = Q / cm, et arvutada temperatuuri muutus konkreetse lisatud soojushulga põhjal. Q tähistab lisatud soojust, c on kuumutatava aine konkreetne soojusmahtuvus ja m on kuumutatava aine mass.
Mis vahe on kuumuse ja temperatuuri vahel?
Temperatuuri arvutamiseks vajaminev taustbitt on vahe kuumuse ja temperatuuri vahel. Aine temperatuur on midagi, mida tunnete igapäevaelust. See on kogus, mida mõõdate termomeetriga. Samuti teate, et ainete keemis- ja sulamistemperatuurid sõltuvad nende temperatuurist. Tegelikult on temperatuur aine sisemise energia näitaja, kuid see teave pole temperatuuri muutuse väljatöötamiseks oluline.
Kuumus on natuke erinev. See on termilise kiirguse kaudu energia ülekandmise termin. Termodünaamika esimene seadus ütleb, et energia muutus võrdub lisatud soojuse ja tehtud töö summaga. Teisisõnu võite anda millelegi rohkem energiat, soojendades seda (kandes sellele soojust edasi) või liikudes või segades (tehes sellega tööd).
Temperatuuri arvutuste lihtne muutus
Lihtsaim temperatuuri arvutamine, mida peate tegema, hõlmab alg- ja viimistlustemperatuuri erinevuse väljaselgitamist. See on lihtne. Erinevuse leidmiseks lahutate algtemperatuurist lõpliku temperatuuri. Nii et kui miski algab temperatuurist 50 kraadi ja lõpeb temperatuuril 75 ° C, siis on temperatuuri muutus 75 ° C - 50 ° C = 25 kraadi C. Temperatuuri languse korral on tulemus negatiivne.
Suurim väljakutse seda tüüpi arvutustele tekib siis, kui peate tegema temperatuuri teisendamise. Mõlemad temperatuurid peavad olema kas Fahrenheit või Celsius. Kui teil on üks neist, teisendage üks neist. Fahrenheiti asemel Celsiuse järgi üleminekuks lahutage 32 Fahrenheiti kogusest, korrutage tulemus 5-ga ja jagage see 9-ga. Celsiuse järgi Fahrenheiti arvutamiseks korrutage summa kõigepealt 9-ga, seejärel jagage see 5-ga ja lõpuks lisage tulemusele 32. Teise võimalusena võite lihtsalt kasutada veebikalkulaatorit.
Temperatuuri muutuse arvutamine soojusülekandest
Kui teete soojuse ülekandmisega seotud keerulisemat probleemi, on temperatuuri muutuse arvutamine keerulisem. Vajalik valem on:
Temperatuuri muutus = Q / cm
Kus Q on lisatud soojus, c on aine erisoojusvõimsus ja m on aine mass, mida kuumutate. Soojus antakse džaulides (J), erisoojusvõimsus on džaulides kilogrammi (või grammi) ° C kohta ja mass kilogrammides (kg) või grammides (g). Vee erisoojusvõimsus on veidi alla 4,2 J / g ° C, nii et kui tõstate 100 g vee temperatuuri 4200 J soojuse abil, saate:
Temperatuuri muutus = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Vee temperatuur tõuseb 10 kraadi C võrra. Ainuke asi, mida peate meeles pidama, on see, et massi jaoks peate kasutama järjepidevaid ühikuid. Kui teie konkreetne soojusvõimsus on J / g ° C, vajate aine massi grammides. Kui selle väärtus on J / kg ° C, vajate aine massi kilogrammides.