Termodinamika ir fizikas joma, kas saistīta ar temperatūras, siltuma un galu galā enerģijas pārnesi. Kaut arī termodinamikas likumi var būt nedaudz grūts ievērot, pirmais termodinamikas likums ir vienkārša attiecība starp paveikto darbu, pievienoto siltumu un iekšējās enerģijas izmaiņām a vielu. Ja jums jāaprēķina temperatūras izmaiņas, tas ir vai nu vienkāršs process vecās temperatūras atņemšanai no jaunās vai arī tas var būt saistīts ar pirmo likumu, kā siltumu pievienotās enerģijas daudzumu un vielas īpatnējo siltuma jaudu jautājums.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Vienkāršu temperatūras maiņu aprēķina, no sākotnējās temperatūras atņemot galīgo temperatūru. Jums var būt jāpārrēķina no Fārenheita uz Celsija vai otrādi, ko varat izdarīt, izmantojot formulu vai tiešsaistes kalkulatoru.
Ja ir iesaistīta siltuma pārnešana, izmantojiet šo formulu: temperatūras izmaiņas = Q / cm, lai aprēķinātu temperatūras izmaiņas no noteikta pievienotā siltuma daudzuma. J apzīmē pievienoto siltumu, c ir jūsu sildāmās vielas īpatnējā siltuma jauda, un m ir vielas masa, kuru jūs sildāt.
Kāda ir atšķirība starp siltumu un temperatūru?
Galvenais fona gabals, kas nepieciešams temperatūras aprēķinam, ir siltuma un temperatūras starpība. Vielas temperatūra ir kaut kas jums pazīstams no ikdienas dzīves. Tas ir daudzums, ko mēra ar termometru. Jūs arī zināt, ka vielu viršanas un kušanas temperatūras ir atkarīgas no to temperatūras. Patiesībā temperatūra ir vielas iekšējās enerģijas rādītājs, taču šī informācija nav svarīga, lai noteiktu temperatūras izmaiņas.
Siltums ir nedaudz atšķirīgs. Tas ir termins enerģijas pārnešanai caur siltuma starojumu. Pirmais termodinamikas likums saka, ka enerģijas izmaiņas ir vienādas ar pievienotā siltuma un paveiktā darba summu. Citiem vārdiem sakot, jūs varat dot vairāk enerģijas kaut kam, to sasildot (pārnesot uz to siltumu) vai fiziski pārvietojot vai maisot (veicot darbu pie tā).
Vienkāršas temperatūras aprēķinu izmaiņas
Vienkāršākais temperatūras aprēķins, kas jums var būt jāveic, ietver sākuma un beigu temperatūras starpības noteikšanu. Tas ir viegli. Jūs atņemat galīgo temperatūru no sākuma temperatūras, lai atrastu atšķirību. Tātad, ja kaut kas sākas ar 50 grādiem pēc Celsija un beidzas pie 75 grādiem C, tad temperatūras izmaiņas ir 75 grādi C - 50 grādi C = 25 grādi C. Temperatūras pazemināšanās rezultāts ir negatīvs.
Lielākais izaicinājums šāda veida aprēķiniem rodas tad, kad jāveic temperatūras pārveidošana. Abām temperatūrām jābūt vai nu pēc Fārenheita, vai pēc Celsija. Ja jums ir viens no tiem, pārveidojiet vienu no tiem. Lai pārslēgtos no Fārenheita uz Celsija, atņemiet 32 no Fārenheita summas, reiziniet rezultātu ar 5 un pēc tam daliet to ar 9. Lai konvertētu no Celsija uz Fārenheitu, vispirms reiziniet summu ar 9, pēc tam daliet to ar 5 un, visbeidzot, rezultātam pievienojiet 32. Alternatīvi, vienkārši izmantojiet tiešsaistes kalkulatoru.
Temperatūras izmaiņu aprēķināšana no siltuma pārneses
Ja veicat sarežģītāku problēmu, kas saistīta ar siltuma pārnesi, ir grūtāk aprēķināt temperatūras izmaiņas. Nepieciešamā formula ir:
Temperatūras izmaiņas = Q / cm
Kur J ir pievienotā siltums, c ir vielas īpatnējā siltuma jauda, un m ir vielas masa, kuru sildāt. Siltums tiek izteikts džoulos (J), īpatnējā siltuma jauda ir džoulos uz kilogramu (vai gramu) ° C, un masa ir kilogramos (kg) vai gramos (g). Ūdens īpatnējā siltuma jauda ir nedaudz zem 4,2 J / g ° C, tādēļ, paaugstinot 100 g ūdens temperatūru, izmantojot 4 200 J siltuma, iegūstat:
Temperatūras izmaiņas = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Ūdens temperatūra paaugstinās par 10 grādiem C. Vienīgais, kas jums jāatceras, ir tas, ka masai ir jāizmanto konsekventas vienības. Ja jums ir noteikta siltuma jauda J / g ° C, tad ir nepieciešama vielas masa gramos. Ja jums tas ir J / kg ° C, tad vielas masa ir nepieciešama kilogramos.