מה המשוואה למציאת טמפרטורה ראשונית?

מה לוקח יותר אנרגיה להתחמם: אוויר או מים? מה דעתך על מים לעומת מתכת או מים מול נוזל אחר כמו סודה?

שאלות אלו ורבות אחרות קשורות למאפיין של חומר הנקרא חום ספציפי. חום ספציפי הוא כמות החום ליחידת מסה הדרושה להעלאת טמפרטורת החומר במעלה צלזיוס אחת.

אז צריך יותר אנרגיה לחימום מים מאשר לאוויר כי למים ולאוויר יש חימום ספציפי שונה.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

השתמש בנוסחה:

Q = mcΔT, גם כתוב Q = mc (T - t₀)

כדי למצוא את הטמפרטורה הראשונית (t₀) בבעיית חום ספציפית.

למעשה, למים יש את החימום הספציפי הגבוה ביותר של כל חומר "נפוץ": זה 4.186 ג'ול / גרם מעלות צלזיוס. לכן מים כל כך שימושיים במיתון הטמפרטורה של מכונות, גופי אדם ואפילו כדור הארץ.

אתה יכול להשתמש בתכונה של חום ספציפי כדי למצוא את הטמפרטורה הראשונית של החומר. המשוואה לחום ספציפי נכתבת בדרך כלל:

Q = mcΔT

כאשר Q הוא כמות אנרגיית החום שנוספה, m הוא מסת החומר, c הוא חום ספציפי, קבוע ו- ΔT פירושו "שינוי בטמפרטורה."

וודאו כי יחידות המדידה שלכם תואמות את היחידות המשמשות בקבוע החום הספציפי! לדוגמא, לפעמים החום הספציפי עשוי להשתמש בצלסיוס. בפעמים אחרות, תקבל את יחידת SI לטמפרטורה שהיא קלווין. במקרים אלה, היחידות לחום ספציפי יהיו ג'ואלים / גרם מעלות צלזיוס או אחרת ג'ואלים / גרם K. הדבר יכול לקרות עם גרם לעומת קילוגרמים עבור המסה, או ג'אול ל- BMU עבור אנרגיה. הקפד לבדוק את היחידות ולבצע את ההמרות הדרושות לפני שתתחיל.

ניתן לכתוב ΔT (T - t₀), או הטמפרטורה החדשה של חומר מינוס הטמפרטורה ההתחלתית שלו. אז דרך נוספת לכתוב את המשוואה לחום ספציפי היא:

Q = mc (T - t₀)

אז הצורה המשוכתבת הזו של המשוואה מקלה על מציאת הטמפרטורה ההתחלתית. אתה יכול לחבר את כל הערכים האחרים שאתה מקבל, ואז לפתור עבור t₀.

לדוגמא: נניח שאתה מוסיף 75.0 ג'אול אנרגיה ל -2.0 גרם מים, ומעלה את הטמפרטורה ל -87 ° C. חום המים הספציפי הוא 4.184 ג'ול / גרם מעלות צלזיוס. מה הייתה הטמפרטורה הראשונית של המים?

חבר את הערכים הנתונים למשוואה שלך:

75. o J = 2.0 גרם x (4.184 J / g ° C) x (87 ° C - t₀).

לפשט:

75. o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t₀).

8.96 ° C = (87 ° C - t₀)

78 מעלות צלזיוס = t₀.

יש לזכור חריג אחד חשוב. משוואת החום הספציפית לא עובדת במהלך שינוי פאזה, למשל, מנוזל לגז או ממוצק לנוזל. הסיבה לכך היא שכל האנרגיה הנוספת שנשאבת פנימה משמשת לשינוי שלב, ולא להגברת הטמפרטורה. אז הטמפרטורה נשארת שטוחה באותה תקופה, ומבטלת את הקשר בין אנרגיה, טמפרטורה וחום ספציפי במצב זה.