Termodinamica este domeniul fizicii care se ocupă cu temperatura, căldura și, în cele din urmă, transferurile de energie. Deși legile termodinamicii pot fi puțin complicate de urmat, prima lege a termodinamicii este o relație simplă între munca depusă, căldura adăugată și schimbarea energiei interne a substanţă. Dacă trebuie să calculați o modificare a temperaturii, este fie un proces simplu de scădere a temperaturii vechi din cea nouă una, sau poate implica prima lege, cantitatea de energie adăugată ca căldură și capacitatea specifică de căldură a substanței din întrebare.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
O simplă modificare a temperaturii este calculată prin scăderea temperaturii finale din temperatura inițială. Poate fi necesar să faceți conversia de la Fahrenheit la Celsius sau invers, lucru pe care îl puteți face folosind o formulă sau un calculator online.
Când este implicat transferul de căldură, utilizați această formulă: schimbarea temperaturii = Q / cm pentru a calcula schimbarea temperaturii dintr-o cantitate specifică de căldură adăugată.
Î reprezintă căldura adăugată, c este capacitatea specifică de căldură a substanței pe care o încălziți și m este masa substanței pe care o încălzești.Care este diferența dintre căldură și temperatură?
Elementul cheie de fundal de care aveți nevoie pentru un calcul al temperaturii este diferența dintre căldură și temperatură. Temperatura unei substanțe este ceva cu care sunteți familiarizați din viața de zi cu zi. Este cantitatea pe care o măsurați cu un termometru. Știți, de asemenea, că punctele de fierbere și punctele de topire ale substanțelor depind de temperatura lor. În realitate, temperatura este o măsură a energiei interne pe care o are o substanță, dar aceste informații nu sunt importante pentru a stabili modificarea temperaturii.
Căldura este puțin diferită. Acesta este un termen pentru transferul de energie prin radiații termice. Prima lege a termodinamicii spune că schimbarea energiei este egală cu suma căldurii adăugate și a muncii depuse. Cu alte cuvinte, puteți da mai multă energie unui lucru încălzindu-l (transferând căldura către el) sau mutându-l sau amestecându-l fizic (făcând lucruri pe el).
Modificare simplă a calculelor de temperatură
Cel mai simplu calcul al temperaturii pe care trebuie să-l faceți implică stabilirea diferenței dintre temperatura de pornire și cea de finisare. Asta e ușor. Scadeți temperatura finală din temperatura de pornire pentru a găsi diferența. Deci, dacă ceva începe la 50 grade Celsius și se termină la 75 grade C, atunci schimbarea temperaturii este de 75 grade C - 50 grade C = 25 grade C. Pentru scăderea temperaturii, rezultatul este negativ.
Cea mai mare provocare pentru acest tip de calcul apare atunci când trebuie să faceți o conversie de temperatură. Ambele temperaturi trebuie să fie fie Fahrenheit, fie Celsius. Dacă aveți câte una, convertiți una dintre ele. Pentru a comuta de la Fahrenheit la Celsius, scădeți 32 din suma în Fahrenheit, înmulțiți rezultatul cu 5, apoi împărțiți-l la 9. Pentru a converti de la Celsius la Fahrenheit, mai întâi înmulțiți suma cu 9, apoi împărțiți-o cu 5 și, în final, adăugați 32 la rezultat. Alternativ, utilizați doar un calculator online.
Calculul schimbării temperaturii de la transferul de căldură
Dacă aveți o problemă mai complicată care implică transferul de căldură, calcularea modificării temperaturii este mai dificilă. Formula de care aveți nevoie este:
Modificarea temperaturii = Q / cm
Unde Î este căldura adăugată, c este capacitatea termică specifică a substanței și m este masa substanței pe care o încălzești. Căldura este dată în jouli (J), capacitatea specifică de căldură este o cantitate în jouli pe kilogram (sau gram) ° C, iar masa este în kilograme (kg) sau grame (g). Apa are o capacitate termică specifică de puțin sub 4,2 J / g ° C, deci dacă creșteți temperatura de 100 g de apă folosind 4.200 J de căldură, obțineți:
Modificarea temperaturii = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Apa crește în temperatură cu 10 grade C. Singurul lucru pe care trebuie să-l amintiți este că trebuie să utilizați unități consistente pentru masă. Dacă aveți o capacitate termică specifică în J / g ° C, atunci aveți nevoie de masa substanței în grame. Dacă o aveți în J / kg ° C, atunci aveți nevoie de masa substanței în kilograme.
