일상 언어에서 사람들은 열과 온도라는 용어를 같은 의미로 사용합니다. 그러나 열역학 및 물리학 분야에서 더 광범위하게 두 용어는 매우 다른 의미를 갖습니다. 온도를 올릴 때 어떤 것에 의해 흡수되는 열의 양을 계산하려면 두 가지의 차이와 서로를 계산하는 방법을 이해해야합니다. 쉽게 할 수 있습니다. 가열하는 물질의 열용량에 물질의 질량과 온도 변화를 곱하여 흡수 된 열을 찾습니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
다음 공식을 사용하여 열 흡수를 계산합니다.
큐 = mc∆티
큐 흡수 된 열을 의미하고, 미디엄 열을 흡수하는 물질의 질량, 씨 비열 용량 및 ∆티온도의 변화입니다.
열역학과 열의 제 1 법칙
열역학의 첫 번째 법칙은 물질의 내부 에너지의 변화가 물질로 전달 된 열과 그것에 대해 수행 된 작업 (또는 물질로 전달 된 열의 합)이라고 말합니다. 마이너스 완료된 일 으로 그것). “일”은 물리학 자들이 물리적 에너지 전달에 사용하는 단어입니다. 예를 들어, 커피 한 잔을 젓는 것은 그 안에있는 액체에서 효과가 있고, 물건을 집거나 던질 때 물체에 작업을합니다.
열은 또 다른 형태의 에너지 전달이지만 두 물체가 서로 다른 온도에있을 때 발생합니다. 팬에 찬물을 넣고 스토브를 켜면 불이 팬을 데우고 뜨거운 팬이 물을 데 웁니다. 이것은 물의 온도를 올리고 에너지를줍니다. 열역학의 두 번째 법칙은 열이 더 뜨거운 물체에서 더 차가운 물체로만 흐르고 그 반대가 아니라는 것을 지시합니다.
비열 용량 설명
열 흡수 계산 문제를 해결하는 열쇠는 비열 용량의 개념입니다. 다른 물질은 온도를 높이기 위해 다른 양의 에너지를 전달해야하며 물질의 비열 용량은 그 양을 알려줍니다. 이것은 기호가 주어진 수량입니다. 씨 줄 / kg 섭씨로 측정됩니다. 요컨대, 열용량은 재료 1kg의 온도를 1도까지 올리는 데 필요한 열 에너지 (줄 단위)를 나타냅니다. 물의 비열 용량은 4,181 J / kg 섭씨이며 납의 비열 용량은 128 J / kg 섭씨입니다. 이것은 물보다 납의 온도를 높이는 데 에너지가 덜 필요하다는 것을 한 눈에 알 수 있습니다.
열 흡수 계산
특정 상황에서 열 흡수를 계산하기 위해 하나의 간단한 공식과 함께 마지막 두 섹션의 정보를 사용할 수 있습니다. 당신이 알아야 할 것은 가열되는 물질, 온도의 변화 및 물질의 질량입니다. 방정식은 다음과 같습니다.
큐 = mc∆티
여기, 큐 열 (알고 싶은 것)을 의미합니다. 미디엄 질량을 의미하고 씨 비열 용량을 의미하고 ∆티온도의 변화입니다. 최종 온도에서 시작 온도를 빼서 온도 변화를 찾을 수 있습니다.
예를 들어 물 2kg의 온도를 섭씨 10도에서 섭씨 50도까지 올린다고 상상해보십시오. 온도 변화는 ∆입니다티= 섭씨 (50 – 10)도 = 섭씨 40도. 마지막 섹션에서 물의 비열 용량은 4,181 J / kg ° C이므로 방정식은 다음과 같습니다.
큐 = 2kg × 4181 J / kg 섭씨 × 40도
= 334,480 J = 334.5 kJ
따라서 물 2kg의 온도를 40도까지 올리려면 약 334.5 천 줄 (kJ)의 열이 필요합니다.
대체 단위에 대한 팁
때로는 비열 용량이 다른 단위로 제공됩니다. 예를 들어, 섭씨 줄 / g, 섭씨 칼로리 / 그램 또는 섭씨 줄 / 몰 도로 표시 될 수 있습니다. 칼로리는 에너지의 대체 단위 (1 칼로리 = 4.184 줄)이고, 그램은 킬로그램의 1/1000이며, 몰 (몰로 단축)은 화학에서 사용되는 단위입니다. 일관된 단위를 사용하는 한 위의 공식이 유지됩니다.
예를 들어, 비열이 줄 / 그램 C로 주어지면 물질의 질량을 다음과 같이 인용하십시오. 그램도 사용하거나 또는 비열 용량을 다음과 같이 곱하여 킬로그램으로 변환합니다. 1,000. 열용량이 줄 / 몰도 C로 주어지면 물질의 질량도 몰로 인용하는 것이 가장 쉽습니다. 열용량이 칼로리 / kg C로 주어지면 결과는 줄 대신 열이 아닌 열로 표시되며, 나중에 줄 단위로 답이 필요한 경우 변환 할 수 있습니다.
온도의 단위 (기호 K)로 켈빈을 만나면 온도 변화에 대해 섭씨와 똑같기 때문에 아무것도 할 필요가 없습니다.