תרמודינמיקה היא תחום הפיזיקה העוסק בטמפרטורה, בחום ובסופו של דבר בהעברת אנרגיה. למרות שחוקי התרמודינמיקה יכולים להיות מעט מסובכים לעקוב, החוק הראשון של התרמודינמיקה הוא קשר פשוט בין העבודה שנעשתה, הוספת החום והשינוי באנרגיה הפנימית של א חומר. אם אתה צריך לחשב שינוי בטמפרטורה, זה או תהליך פשוט של חיסור הטמפרטורה הישנה מהחדש אחד, או שהוא עשוי לכלול את החוק הראשון, את כמות האנרגיה שנוספה כחום, ואת יכולת החום הספציפית של החומר הנמצא בתוך שְׁאֵלָה.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
שינוי פשוט בטמפרטורה מחושב על ידי הפחתת הטמפרטורה הסופית מהטמפרטורה ההתחלתית. יתכן שתצטרך להמיר מפרנהייט לצלזיוס או להיפך, שתוכל לעשות באמצעות נוסחה או מחשבון מקוון.
כאשר מדובר בהעברת חום, השתמש בנוסחה זו: שינוי בטמפרטורה = Q / cm לחישוב השינוי בטמפרטורה מכמות ספציפית של חום נוסף. ש מייצג את החום שנוסף, ג הוא קיבולת החום הספציפית של החומר שאתה מחמם, ו M הוא המסה של החומר שאתה מחמם.
מה ההבדל בין חום לטמפרטורה?
סיבית הרקע המרכזית הדרושה לך לצורך חישוב טמפרטורה היא ההבדל בין חום לטמפרטורה. הטמפרטורה של חומר היא משהו שאתה מכיר מחיי היומיום. זה הכמות שמודדים בעזרת מדחום. אתה גם יודע שנקודות הרתיחה ונקודות ההיתוך של חומרים תלויות בטמפרטורה שלהם. במציאות, הטמפרטורה היא מדד לאנרגיה הפנימית שיש לחומר, אך מידע זה אינו חשוב לצורך ביצוע שינוי הטמפרטורה.
החום קצת שונה. זהו מונח להעברת אנרגיה באמצעות קרינה תרמית. החוק הראשון של התרמודינמיקה אומר שהשינוי באנרגיה שווה לסכום החום שנוסף והעבודה שנעשתה. במילים אחרות, אתה יכול לתת יותר אנרגיה למשהו על ידי חימום אותו (העברת חום אליו) או על ידי הזזה או בחישה פיזית (עבודה על זה).
שינוי פשוט בחישובי הטמפרטורה
חישוב הטמפרטורה הפשוט ביותר שעליך לעשות הוא כרוך בעיבוד ההבדל בין טמפרטורת התחלה לגימור. זה קל. אתה מפחית את הטמפרטורה הסופית מטמפרטורת ההתחלה כדי למצוא את ההבדל. אז אם משהו מתחיל ב 50 מעלות צלזיוס ומסתיים ב 75 מעלות צלזיוס, אז השינוי בטמפרטורה הוא 75 מעלות צלזיוס - 50 מעלות צלזיוס = 25 מעלות צלזיוס. לירידות בטמפרטורה, התוצאה היא שלילית.
האתגר הגדול ביותר לחישוב מסוג זה מתרחש כשאתה צריך לבצע המרת טמפרטורה. שתי הטמפרטורות חייבות להיות פרנהייט או צלזיוס. אם יש לך אחד מכל אחד, המיר אחד מהם. כדי לעבור מפרנהייט לצלסיוס, הפחיתו 32 מהכמות בפרנהייט, הכפלו את התוצאה ב- 5 ואז חלקו אותה ב- 9. כדי להמיר מצלזיוס לפרנהייט, הכפל תחילה את הסכום ב- 9, ואז חלק אותו ב 5, ולבסוף הוסף 32 לתוצאה. לחלופין, פשוט השתמש במחשבון מקוון.
חישוב שינוי טמפרטורה מהעברת חום
אם אתה עושה בעיה מסובכת יותר הקשורה להעברת חום, חישוב השינוי בטמפרטורה קשה יותר. הנוסחה שאתה צריך היא:
שינוי בטמפרטורה = Q / cm
איפה ש האם החום נוסף, ג הוא יכולת החום הספציפית של החומר, ו M הוא מסת החומר שאתה מחמם. החום ניתן בג'אול (J), קיבולת החום הספציפית היא כמות בג'אול לק"ג (או גרם) מעלות צלזיוס, והמסה היא בק"ג (ק"ג) או גרם (גרם). למים יכולת חום ספציפית של פחות מ -4.2 J / g ° C, כך שאם אתה מעלה את הטמפרטורה של 100 גרם מים באמצעות 4,200 J חום, אתה מקבל:
שינוי בטמפרטורה = 4200 J ÷ (4.2 J / g ° C × 100 גרם) = 10 ° C
המים עולים בטמפרטורה ב -10 מעלות צלזיוס. הדבר היחיד שאתה צריך לזכור הוא שאתה צריך להשתמש ביחידות עקביות לצורך מסה. אם יש לך יכולת חום ספציפית ב- J / g ° C, אתה צריך את מסת החומר בגרמים. אם יש לך את זה ב- J / kg ° C, אז אתה צריך את המסה של החומר בקילוגרמים.