Что такое уравнение для определения начальной температуры?

Что требует больше энергии для нагрева: воздух или вода? Как насчет воды против металла или воды против другой жидкости, такой как сода?

Эти и многие другие вопросы связаны со свойством материи, называемым удельной теплотой. Удельная теплоемкость - это количество тепла на единицу массы, необходимое для повышения температуры вещества на один градус Цельсия.

Таким образом, для нагрева воды требуется больше энергии, чем для нагрева воздуха, потому что вода и воздух имеют разную удельную теплоемкость.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Используйте формулу:

Q = mcΔT, также написано Q = mc (T - t₀)

найти начальную температуру (t₀) в задаче о теплоемкости.

Фактически, вода имеет одну из самых высоких удельной теплоемкости среди всех «обычных» веществ: она составляет 4,186 джоуля на грамм ° C. Вот почему вода так полезна для снижения температуры оборудования, человеческих тел и даже планеты.

Вы можете использовать свойство теплоемкости, чтобы определить начальную температуру вещества. Уравнение для теплоемкости обычно записывают:

Q = mcΔT

где Q - количество добавленной тепловой энергии, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, константа, а ΔT означает «изменение температуры».

Убедитесь, что ваши единицы измерения совпадают с единицами измерения теплоемкости! Например, иногда в качестве удельной теплоемкости может использоваться градус Цельсия. В других случаях вы получите единицу СИ для температуры - Кельвин. В этих случаях единицами измерения удельной теплоемкости будут либо джоули / грамм ° C, либо джоули / грамм K. То же самое может произойти с граммами по сравнению с килограммами для массы или с джоулями по сравнению с Bmu для энергии. Обязательно проверьте единицы измерения и выполните необходимые преобразования перед тем, как начать.

ΔT можно также записать (T - t₀), или новая температура вещества минус его начальная температура. Итак, другой способ написать уравнение для удельной теплоемкости:

Q = mc (T - t₀)

Таким образом, эта переписанная форма уравнения упрощает определение начальной температуры. Вы можете подставить все остальные значения, которые вам даны, а затем решить для t₀.

Например: Допустим, вы добавляете 75,0 Джоулей энергии к 2,0 г воды, повышая ее температуру до 87 ° C. Удельная теплоемкость воды составляет 4,184 Дж / грамм ° C. Какая была начальная температура воды?

Подставьте указанные значения в уравнение:

75.o Дж = 2,0 г x (4,184 Дж / г ° C) x (87 ° C - t₀).

Упрощать:

75.o Дж = 8,368 Дж / ° C x (87 ° C - t₀).

8,96 ° С = (87 ° С - t₀)

78 ° C = t₀.

Следует помнить об одном важном исключении. Уравнение теплоемкости не работает во время фазового перехода, например, от жидкости к газу или твердого тела к жидкости. Это потому, что вся закачиваемая дополнительная энергия используется для фазового перехода, а не для повышения температуры. Таким образом, температура остается постоянной в течение этого периода, что нарушает взаимосвязь между энергией, температурой и удельной теплоемкостью в этой ситуации.