Melyik felmelegítéséhez több energia szükséges: levegő vagy víz? Mit szólnál a vízhez a fémhez vagy a vízhez egy másik folyadékhoz, például a szódához?
Ezek a kérdések és még sokan mások az anyag tulajdonságának, az úgynevezett fajlagos hőnek kapcsolódnak. A fajlagos hő az a tömegmennyiségre jutó hőmennyiség, amely az anyag hőmérsékletének egy Celsius-fokkal történő emeléséhez szükséges.
Tehát több energiára van szükség a víz felmelegítéséhez, mint a levegőhöz, mert a víz és a levegő hőmérséklete eltérő.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Használja a következő képletet:
Q = mcΔT, szintén írva Q = mc (T - t0)
a kezdeti hőmérséklet (t0) egy adott hőproblémában.
Valójában a víz az egyik legmagasabb fajlagos hővel rendelkezik a "szokásos" anyagok közül: 4,166 joule / gramm ° C. Ezért a víz olyan hasznos a gépek, az emberi testek, sőt a bolygó hőmérsékletének mérséklésében is.
A fajlagos hő egyenlete
A fajlagos hő tulajdonságával megkeresheti az anyag kezdeti hőmérsékletét. A fajlagos hő egyenletét általában felírják:
Q = mcΔT
ahol Q a hozzáadott hőenergia mennyisége, m az anyag tömege, c fajlagos hő, állandó és ΔT jelentése "hőmérsékletváltozás".
Ügyeljen arra, hogy a mértékegységei megegyezzenek a fajlagos hőállandóban használt egységekkel! Például a fajlagos hő néha Celsiust is használhat. Máskor megkapja a hőmérséklet SI mértékegységét, amely Kelvin. Ezekben az esetekben a fajlagos hő mértékegysége Joule / gramm ° C vagy Joule / gramm K. Ugyanez történhet a tömeg grammjával vagy kilogrammjával szemben, vagy Joule-tól Bmu-ig az energiáért. Mielőtt elkezdené, mindenképpen ellenőrizze az egységeket és végezze el a szükséges átalakításokat.
Specifikus hő felhasználása a kezdeti hőmérséklet meghatározásához
ΔT is írható (T - t0), vagy egy anyag új hőmérséklete mínusz a kezdeti hőmérséklet. Tehát a fajlagos hő egyenletének megírásának másik módja:
Q = mc (T - t0)
Tehát az egyenlet ezen átírt formája megkönnyíti a kezdeti hőmérséklet megtalálását. Csatlakoztathatja az összes többi értéket, amelyet kapott, majd megoldhatja a t értéket0.
Például: Tegyük fel, hogy 75,0 joule energiát ad hozzá 2,0 gramm vízhez, ennek hőmérsékletét 87 ° C-ra emelve. A víz fajhője 4,184 joule / gramm ° C. Mi volt a víz kezdeti hőmérséklete?
Csatlakoztassa a megadott értékeket az egyenletéhez:
75 ° J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Egyszerűsítse:
75 ° J = 8,368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Specifikus hő- és fázisváltozások
Van egy fontos kivétel, amelyet szem előtt kell tartani. A fajlagos hőegyenlet nem működik egy fázisváltás során, például folyadékról gázra vagy szilárd folyadékra. Ennek az az oka, hogy az összes bepumpált többlet energiát a fázisváltásra használják fel, nem pedig a hőmérséklet növelésére. Tehát a hőmérséklet ebben az időszakban állandó marad, elvetve az energia, a hőmérséklet és a fajlagos hő viszonyát ebben a helyzetben.