गर्मी अवशोषण की गणना कैसे करें

रोजमर्रा की भाषा में, लोग ऊष्मा और तापमान शब्दों का परस्पर उपयोग करते हैं। ऊष्मप्रवैगिकी और भौतिकी के क्षेत्र में अधिक व्यापक रूप से, हालांकि, दो शब्दों के बहुत अलग अर्थ हैं। यदि आप यह गणना करने की कोशिश कर रहे हैं कि जब आप इसका तापमान बढ़ाते हैं तो कितनी गर्मी अवशोषित होती है, आपको दोनों के बीच के अंतर को समझने की जरूरत है और दूसरे से एक की गणना कैसे करें। आप इसे आसानी से कर सकते हैं: जिस पदार्थ को आप गर्म कर रहे हैं उसकी गर्मी क्षमता को पदार्थ के द्रव्यमान से गुणा करें और अवशोषित गर्मी को खोजने के लिए तापमान में परिवर्तन करें।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

सूत्र का उपयोग करके गर्मी अवशोषण की गणना करें:

क्यू = एम सी∆टी

क्यू मतलब गर्मी अवशोषित, म ऊष्मा को अवशोषित करने वाले पदार्थ का द्रव्यमान है, सी विशिष्ट ताप क्षमता है औरटीतापमान में परिवर्तन है।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहता है कि किसी पदार्थ की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन उस पर हस्तांतरित ऊष्मा और उस पर किए गए कार्य (या उसमें स्थानांतरित ऊष्मा का योग है) ऋण किया गया काम द्वारा द्वारा यह)। "कार्य" भौतिक विज्ञानी भौतिक ऊर्जा हस्तांतरण के लिए केवल एक शब्द का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, एक कप कॉफी को हिलाने से उसके अंदर के तरल में काम होता है, और जब आप किसी वस्तु को उठाते या फेंकते हैं तो आप उस पर काम करते हैं।

ऊष्मा ऊर्जा हस्तांतरण का दूसरा रूप है, लेकिन यह तब होता है जब दो वस्तुएं एक दूसरे के लिए अलग-अलग तापमान पर होती हैं। यदि आप कड़ाही में ठंडा पानी डालते हैं, और चूल्हे को चालू करते हैं, तो आग की लपटें पैन को गर्म करती हैं और गर्म पैन में पानी गर्म होता है। इससे पानी का तापमान बढ़ जाता है और उसे ऊर्जा मिलती है। ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम बताता है कि ऊष्मा केवल गर्म वस्तुओं से ठंडी वस्तुओं की ओर प्रवाहित होती है, न कि इसके विपरीत।

गर्मी अवशोषण की गणना की समस्या को हल करने की कुंजी विशिष्ट ताप क्षमता की अवधारणा है। विभिन्न पदार्थों को तापमान बढ़ाने के लिए उन्हें स्थानांतरित करने के लिए अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता आपको बताती है कि वह कितनी है। यह एक मात्रा है जिसे प्रतीक दिया गया है सी और जूल/किलो डिग्री सेल्सियस में मापा जाता है। संक्षेप में, ऊष्मा क्षमता आपको बताती है कि किसी पदार्थ के 1 किलोग्राम तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए कितनी ऊष्मा ऊर्जा (जूल में) की आवश्यकता होती है। पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 4,181 J/kg डिग्री C है, और लेड की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 128 J/kg डिग्री C है। यह आपको एक नज़र में बताता है कि पानी की तुलना में सीसे का तापमान बढ़ाने में कम ऊर्जा लगती है।

आप किसी विशिष्ट स्थिति में ऊष्मा अवशोषण की गणना करने के लिए एक सरल सूत्र के साथ अंतिम दो खंडों में दी गई जानकारी का उपयोग कर सकते हैं। आपको केवल यह जानने की जरूरत है कि पदार्थ को गर्म किया जा रहा है, तापमान में परिवर्तन और पदार्थ का द्रव्यमान। समीकरण है:

क्यू = एम सी∆टी

यहाँ, क्यू मतलब गर्मी (जो आप जानना चाहते हैं), म मतलब द्रव्यमान, सी मतलब विशिष्ट ताप क्षमता औरटीतापमान में परिवर्तन है। आप अंतिम तापमान से शुरुआती तापमान घटाकर तापमान में बदलाव पा सकते हैं।

उदाहरण के तौर पर, 2 किलो पानी के तापमान को 10 डिग्री सेल्सियस से बढ़ाकर 50 डिग्री सेल्सियस करने की कल्पना करें। तापमान में परिवर्तन. हैटी= (५० - १०) डिग्री सेल्सियस = ४० डिग्री सेल्सियस। अंतिम खंड से, पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 4,181 J/kg डिग्री C है, इसलिए समीकरण देता है:

क्यू = 2 किग्रा × 4181 जे / किग्रा डिग्री सी × 40 डिग्री सेल्सियस

= ३३४,४८० जे = ३३४.५ केजे

तो 2 किलो पानी का तापमान 40 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए लगभग 334.5 हजार जूल (kJ) गर्मी लगती है।

कभी-कभी विभिन्न इकाइयों में विशिष्ट ऊष्मा धारिताएँ दी जाती हैं। उदाहरण के लिए, इसे जूल / ग्राम डिग्री C, कैलोरी / ग्राम डिग्री C या जूल / mol डिग्री C में उद्धृत किया जा सकता है। एक कैलोरी ऊर्जा की एक वैकल्पिक इकाई है (1 कैलोरी = 4.184 जूल), ग्राम एक किलोग्राम का 1/1000 है, और एक तिल (मोल से छोटा) रसायन शास्त्र में उपयोग की जाने वाली एक इकाई है। जब तक आप लगातार इकाइयों का उपयोग करते हैं, तब तक उपरोक्त सूत्र कायम रहेगा।

उदाहरण के लिए, यदि विशिष्ट ऊष्मा जूल/ग्राम डिग्री C में दी गई है, तो पदार्थ का द्रव्यमान. में उद्धृत करें ग्राम भी, या वैकल्पिक रूप से, विशिष्ट ताप क्षमता को किलोग्राम से गुणा करके परिवर्तित करें 1,000. यदि ऊष्मा धारिता जूल/मोल डिग्री C में दी गई है, तो पदार्थ के द्रव्यमान को मोल में भी उद्धृत करना सबसे आसान है। यदि ऊष्मा क्षमता कैलोरी/किग्रा डिग्री C में दी गई है, तो आपका परिणाम जूल के बजाय ऊष्मा की कैलोरी में होगा, जिसे आप बाद में जूल में उत्तर की आवश्यकता होने पर परिवर्तित कर सकते हैं।

यदि आप तापमान (प्रतीक K) के लिए केल्विन को एक इकाई के रूप में देखते हैं, तो तापमान में परिवर्तन के लिए यह बिल्कुल सेल्सियस के समान है, इसलिए आपको वास्तव में कुछ भी करने की आवश्यकता नहीं है।