Como calcular a mudança de temperatura

A termodinâmica é o campo da física preocupado com a temperatura, o calor e, em última instância, as transferências de energia. Embora as leis da termodinâmica possam ser um pouco complicadas de seguir, a primeira lei da termodinâmica é uma relação simples entre o trabalho realizado, o calor adicionado e a mudança na energia interna de um substância. Se você tiver que calcular uma mudança na temperatura, é um processo simples de subtrair a temperatura antiga da nova um, ou pode envolver a primeira lei, a quantidade de energia adicionada como calor e a capacidade de calor específica da substância em pergunta.

TL; DR (muito longo; Não li)

Uma simples mudança na temperatura é calculada subtraindo a temperatura final da temperatura inicial. Pode ser necessário converter de Fahrenheit para Celsius ou vice-versa, o que pode ser feito usando uma fórmula ou uma calculadora online.

Quando a transferência de calor estiver envolvida, use esta fórmula: mudança na temperatura = Q / cm para calcular a mudança na temperatura a partir de uma quantidade específica de calor adicionado.

A peça básica de fundo de que você precisa para um cálculo de temperatura é a diferença entre calor e temperatura. A temperatura de uma substância é algo com o qual você está familiarizado na vida cotidiana. É a quantidade que você mede com um termômetro. Você também sabe que os pontos de ebulição e de fusão das substâncias dependem de sua temperatura. Na realidade, a temperatura é uma medida da energia interna de uma substância, mas essa informação não é importante para calcular a mudança de temperatura.

O calor é um pouco diferente. Este é um termo para a transferência de energia por meio de radiação térmica. A primeira lei da termodinâmica diz que a mudança na energia é igual à soma do calor adicionado e do trabalho realizado. Em outras palavras, você pode dar mais energia a algo aquecendo-o (transferindo calor para ele) ou movendo-o fisicamente ou agitando-o (trabalhando nisso).

O cálculo de temperatura mais simples que você pode ter que fazer envolve calcular a diferença entre uma temperatura inicial e final. Isso é facil. Você subtrai a temperatura final da temperatura inicial para encontrar a diferença. Portanto, se algo começa em 50 graus Celsius e termina em 75 graus C, a mudança na temperatura é de 75 graus C - 50 graus C = 25 graus C. Para diminuições de temperatura, o resultado é negativo.

O maior desafio para este tipo de cálculo ocorre quando você precisa fazer uma conversão de temperatura. Ambas as temperaturas devem ser Fahrenheit ou Celsius. Se você tiver um de cada, converta um deles. Para mudar de Fahrenheit para Celsius, subtraia 32 do valor em Fahrenheit, multiplique o resultado por 5 e, em seguida, divida por 9. Para converter de Celsius para Fahrenheit, primeiro multiplique o valor por 9, depois divida por 5 e, por fim, adicione 32 ao resultado. Como alternativa, basta usar uma calculadora online.

Se você estiver resolvendo um problema mais complicado que envolve transferência de calor, calcular a mudança na temperatura é mais difícil. A fórmula de que você precisa é:

Mudança na temperatura = Q / cm

Onde Q é o calor adicionado, c é a capacidade térmica específica da substância, e m é a massa da substância que você está aquecendo. O calor é dado em joules (J), a capacidade de calor específico é uma quantidade em joules por quilograma (ou grama) ° C e a massa é expressa em quilogramas (kg) ou gramas (g). A água tem uma capacidade de calor específica de pouco menos de 4,2 J / g ° C, então se você estiver aumentando a temperatura de 100 g de água usando 4.200 J de calor, você obtém:

Mudança na temperatura = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C

A temperatura da água aumenta em 10 graus C. A única coisa que você precisa lembrar é que você deve usar unidades consistentes para massa. Se você tiver uma capacidade de calor específica em J / g ° C, precisará da massa da substância em gramas. Se o tiver em J / kg ° C, precisa da massa da substância em quilogramas.