熱力学は、温度、熱、そして最終的にはエネルギー伝達に関係する物理学の分野です。 熱力学の法則に従うのは少し難しいかもしれませんが、熱力学の最初の法則は 行われた仕事、追加された熱、および内部エネルギーの変化の間の単純な関係 物質。 温度の変化を計算する必要がある場合は、新しい温度から古い温度を差し引く簡単なプロセスのいずれかです。 1つ、または最初の法則、熱として追加されるエネルギーの量、および物質の比熱容量が含まれる場合があります。 質問。
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
温度の単純な変化は、初期温度から最終温度を引くことによって計算されます。 華氏から摂氏への変換、またはその逆の変換が必要になる場合があります。これは、数式またはオンライン計算機を使用して行うことができます。
熱伝達が含まれる場合は、次の式を使用します。温度の変化= Q / cmを使用して、特定の追加熱量からの温度の変化を計算します。 Q 追加された熱を表し、 c 加熱している物質の比熱容量であり、 m 加熱している物質の質量です。
熱と温度の違いは何ですか?
温度計算に必要な背景の重要な部分は、熱と温度の差です。 物質の温度は、日常生活でよく知っているものです。 温度計で測定する量です。 また、物質の沸点と融点は温度に依存することも知っています。 実際には、温度は物質が持つ内部エネルギーの尺度ですが、その情報は温度の変化を計算するために重要ではありません。
熱は少し違います。 これは、熱放射によるエネルギーの伝達を表す用語です。 熱力学の第1法則は、エネルギーの変化は、加えられた熱と行われた仕事の合計に等しいと言っています。 言い換えれば、何かを暖める(熱を伝達する)か、物理的に動かしたりかき混ぜたり(作業を行う)することで、より多くのエネルギーを与えることができます。
温度計算の簡単な変更
あなたがしなければならないかもしれない最も簡単な温度計算は、開始温度と終了温度の差を計算することを含みます。 かんたんだよ。 開始温度から最終温度を引いて、差を見つけます。 したがって、何かが摂氏50度で始まり、摂氏75度で終わる場合、温度の変化は摂氏75度–摂氏50度= 25度です。 温度が下がると、結果はマイナスになります。
このタイプの計算の最大の課題は、温度変換を行う必要がある場合に発生します。 両方の温度は華氏または摂氏のいずれかでなければなりません。 それぞれが1つある場合は、そのうちの1つを変換します。 華氏から摂氏に切り替えるには、華氏の金額から32を引き、その結果に5を掛けてから、9で割ります。 摂氏から華氏に変換するには、最初に金額に9を掛け、次に5で割り、最後に32を結果に加算します。 または、オンライン計算機を使用することもできます。
熱伝達からの温度変化の計算
熱伝達を含むより複雑な問題を実行している場合、温度の変化を計算することはより困難です。 必要な式は次のとおりです。
温度変化= Q / cm
どこ Q 追加された熱です、 c は物質の比熱容量であり、 m 加熱している物質の質量です。 熱はジュール(J)で表され、比熱容量は1キログラム(またはグラム)°Cあたりのジュールで表され、質量はキログラム(kg)またはグラム(g)で表されます。 水は4.2J / g°Cをわずかに下回る比熱容量を持っているため、4,200Jの熱を使用して100gの水の温度を上げると、次のようになります。
温度変化= 4200 J÷(4.2 J / g°C×100g)= 10°C
水温は10℃上昇します。 覚えておく必要があるのは、質量に一貫した単位を使用する必要があるということだけです。 J / g°Cの比熱容量がある場合は、物質の質量(グラム)が必要です。 J / kg°Cである場合は、物質の質量(キログラム)が必要です。