Termodynamikk er fysikkfeltet som er opptatt av temperatur, varme og til slutt energioverføringer. Selv om termodynamikkens lover kan være litt vanskelig å følge, er den første loven om termodynamikk et enkelt forhold mellom utført arbeid, tilført varme og endring i intern energi til a substans. Hvis du må beregne en endring i temperaturen, er det enten en enkel prosess for å trekke den gamle temperaturen fra den nye en, eller det kan innebære den første loven, mengden energi som tilføres som varme, og den spesifikke varmekapasiteten til stoffet i spørsmål.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
En enkel endring i temperatur beregnes ved å trekke den endelige temperaturen fra den opprinnelige temperaturen. Du må kanskje konvertere fra Fahrenheit til Celsius eller omvendt, noe du kan gjøre med en formel eller en online kalkulator.
Når varmeoverføring er involvert, bruk denne formelen: temperaturendring = Q / cm for å beregne temperaturendringen fra en bestemt mengde tilsatt varme. Spørsmål representerer tilført varme,
Hva er forskjellen mellom varme og temperatur?
Den viktigste bakgrunnen du trenger for en temperaturberegning er forskjellen mellom varme og temperatur. Temperaturen på et stoff er noe du er kjent med fra hverdagen. Det er mengden du måler med et termometer. Du vet også at kokepunktene og smeltepunktene til stoffer avhenger av temperaturen. I virkeligheten er temperatur et mål på den indre energien et stoff har, men den informasjonen er ikke viktig for å finne ut temperaturendringen.
Varme er litt annerledes. Dette er et begrep for overføring av energi gjennom termisk stråling. Den første loven om termodynamikk sier at endringen i energi tilsvarer summen av tilført varme og utført arbeid. Med andre ord, du kan gi mer energi til noe ved å varme det opp (overføre varme til det) eller ved å fysisk bevege eller røre det (gjøre arbeid på det).
Enkel endring i temperaturberegninger
Den enkleste temperaturberegningen du måtte gjøre, innebærer å regne ut forskjellen mellom start- og sluttemperatur. Dette er enkelt. Du trekker den endelige temperaturen fra starttemperaturen for å finne forskjellen. Så hvis noe starter på 50 grader Celsius og slutter ved 75 grader C, så er temperaturendringen 75 grader C - 50 grader C = 25 grader C. For temperaturfall er resultatet negativt.
Den største utfordringen for denne typen beregninger oppstår når du trenger å gjøre en temperaturkonvertering. Begge temperaturene må være enten Fahrenheit eller Celsius. Hvis du har en av hver, kan du konvertere en av dem. For å bytte fra Fahrenheit til Celsius, trekk 32 fra beløpet i Fahrenheit, multipliser resultatet med 5, og del det deretter med 9. For å konvertere fra Celsius til Fahrenheit, multipliser du først beløpet med 9, deretter deler du det med 5, og til slutt legger du 32 til resultatet. Alternativt er det bare å bruke en online kalkulator.
Beregning av temperaturendring fra varmeoverføring
Hvis du gjør et mer komplisert problem med varmeoverføring, er det vanskeligere å beregne temperaturendringen. Formelen du trenger er:
Endring i temperatur = Q / cm
Hvor Spørsmål er varmen tilsatt, c er stoffets spesifikke varmekapasitet, og m er massen av stoffet du varmer opp. Varmen er gitt i joule (J), den spesifikke varmekapasiteten er en mengde i joule per kilo (eller gram) ° C, og massen er i kg (kg) eller gram (g). Vann har en spesifikk varmekapasitet på i underkant av 4,2 J / g ° C, så hvis du øker temperaturen på 100 g vann med 4200 J varme, får du:
Endring i temperatur = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Vannet øker i temperatur med 10 grader C. Det eneste du trenger å huske er at du må bruke konsistente enheter for masse. Hvis du har en spesifikk varmekapasitet i J / g ° C, trenger du stoffets masse i gram. Hvis du har den i J / kg ° C, trenger du stoffets masse i kilo.
