რა არის განტოლება საწყისი ტემპერატურის მოსაძებნად?

რისთვის უფრო მეტი ენერგია სჭირდება გათბობას: ჰაერი ან წყალი? რას იტყვით წყალი ლითონისგან ან წყალი სხვა სითხესთან, როგორიცაა სოდა?

ეს კითხვები და მრავალი სხვა დაკავშირებულია მატერიის თვისებასთან, რომელსაც ეწოდება სპეციფიკური სითბო. სპეციფიკური სითბო არის სითბოს რაოდენობა მასის ერთეულზე, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ტემპერატურის ერთი გრადუსით ასამაღლებლად.

ასე რომ, წყლის გასათბობად მეტი ენერგია სჭირდება, ვიდრე ჰაერს, რადგან წყალსა და ჰაერს განსხვავებული სპეციფიკური სიცხეები აქვთ.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

გამოიყენეთ ფორმულა:

Q = mcΔT, ასევე დაწერილი Q = mc (T - t₀)

საწყისი ტემპერატურის პოვნა (t₀) სპეციფიკურ სითბოს პრობლემაში.

სინამდვილეში, წყალს აქვს ნებისმიერი "საერთო" ნივთიერების ერთ-ერთი ყველაზე მაღალი სპეციფიკური სიცხე: ეს არის 4.186 ჯოული / გრამი ° C. ამიტომ წყალი ძალიან სასარგებლოა მანქანების, ადამიანის სხეულების და პლანეტის ტემპერატურის მოდერაციაში.

შეგიძლიათ გამოიყენოთ კონკრეტული სითბოს თვისება, რომ იპოვოთ ნივთიერების საწყისი ტემპერატურა. ჩვეულებრივ, სითბოს განტოლება იწერება:

Q = mcΔT

სადაც Q არის სითბოს ენერგიის დამატება, m არის ნივთიერების მასა, c არის სპეციფიკური სითბო, მუდმივა და ΔT ნიშნავს "ტემპერატურის ცვლილებას".

დარწმუნდით, რომ თქვენი საზომი ერთეულები ემთხვევა კონკრეტულ სითბოს მუდმივში გამოყენებულ ერთეულებს! მაგალითად, ზოგჯერ სპეციფიკურმა სიცხემ შეიძლება გამოიყენოს ცელსიუსი. სხვა დროს, თქვენ მიიღებთ SI ერთეულს ტემპერატურისთვის, რომელიც არის კელვინი. ამ შემთხვევებში, კონკრეტული სითბოს ერთეულები იქნება ჯოული / გრამი ° C, ანდა ჯოული / გრამი K. იგივე შეიძლება მოხდეს გრამებისა და კილოგრამების მასისთვის, ან ჯოულისთვის Bmu ენერგიის მისაღებად. დარწმუნდით, რომ შეამოწმეთ ერთეულები და გააკეთეთ ნებისმიერი საჭირო კონვერტაცია, სანამ დაიწყებთ მუშაობას.

ΔT ასევე შეიძლება დაიწეროს (T - t₀), ან ნივთიერების ახალი ტემპერატურა მინუს მისი საწყისი ტემპერატურა. ასე რომ, კონკრეტული სითბოს განტოლების დასაწერად კიდევ ერთი გზაა:

Q = mc (T - t₀)

ამ განტოლების გადაწერილი ფორმა მარტივია საწყისი ტემპერატურის პოვნა. შეგიძლიათ ჩართოთ ყველა სხვა მნიშვნელობა, რომელიც თქვენ მოგეცემათ, შემდეგ ამოხსენით t₀.

მაგალითად: თქვით, რომ თქვენ დაამატეთ 75.0 ჯოული ენერგია 2.0 გრამ წყალს და აამაღლეთ მისი ტემპერატურა 87 ° C- მდე. წყლის სპეციფიკური სითბოა 4.184 ჯოული / გრამი ° C. რა იყო წყლის საწყისი ტემპერატურა?

ჩადეთ მოცემული მნიშვნელობები თქვენს განტოლებაში:

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

გამარტივება:

75.o J = 8,368 J / ° C x (87 ° C - t₀).

8.96 ° C = (87 ° C - ტ₀)

78 ° C = t₀.

უნდა გახსოვდეთ ერთი მნიშვნელოვანი გამონაკლისი. კონკრეტული სითბოს განტოლება არ მუშაობს ფაზის შეცვლის დროს, მაგალითად, თხევადიდან გაზში ან მყარიდან თხევადში. ეს იმიტომ ხდება, რომ მთელი დამატებითი ენერგია, რომელშიც ტუმბოდება, გამოიყენება ფაზის შეცვლისთვის და არა ტემპერატურის მომატებისთვის. ამ პერიოდში ტემპერატურა რჩება სიბრტყეზე, რაც ხელს უშლის ურთიერთობას ენერგიაში, ტემპერატურასა და სპეციფიკურ სითბოს შორის ამ სიტუაციაში.