Termodynamika je oblasť fyziky zaoberajúca sa prenosom teploty, tepla a nakoniec energie. Aj keď zákony termodynamiky môžu byť trochu zložité, prvý zákon termodynamiky je jednoduchý vzťah medzi vykonanou prácou, pridaným teplom a zmenou vnútornej energie a látka. Ak musíte vypočítať zmenu teploty, je to buď jednoduchý proces odpočítania starej teploty od novej jeden, alebo to môže zahŕňať prvý zákon, množstvo energie pridanej ako teplo a špecifickú tepelnú kapacitu látky v otázka.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Jednoduchá zmena teploty sa počíta odčítaním konečnej teploty od počiatočnej teploty. Možno budete musieť prekonvertovať z Fahrenheita na Celzia alebo naopak, čo môžete urobiť pomocou vzorca alebo online kalkulačky.
Ak sa jedná o prenos tepla, použite tento vzorec: zmena teploty = Q / cm na výpočet zmeny teploty z konkrétneho množstva pridaného tepla. Q predstavuje pridané teplo, c je špecifická tepelná kapacita látky, ktorú ohrievate, a m je hmotnosť látky, ktorú ohrievate.
Aký je rozdiel medzi teplom a teplotou?
Kľúčový kúsok pozadia, ktorý potrebujete na výpočet teploty, je rozdiel medzi teplom a teplotou. Teplota látky je niečo, čo poznáte z každodenného života. Je to množstvo, ktoré meriate teplomerom. Tiež viete, že teploty varu a teploty topenia látok závisia od ich teploty. Teplota je v skutočnosti mierou vnútornej energie, ktorú látka má, ale táto informácia nie je dôležitá na zistenie zmeny teploty.
Teplo je trochu iné. Toto je termín pre prenos energie tepelným žiarením. Prvý zákon termodynamiky hovorí, že zmena energie sa rovná súčtu pridaného tepla a vykonanej práce. Inými slovami, niečomu môžete dodať viac energie tým, že to zahrejete (prenesiete do toho teplo) alebo fyzicky pohnete alebo premiešate (urobíte s tým prácu).
Jednoduchá zmena výpočtov teploty
Najjednoduchší výpočet teploty, ktorý budete musieť urobiť, je vypočítať rozdiel medzi počiatočnou a konečnou teplotou. To je ľahké. Odčítate konečnú teplotu od počiatočnej teploty, aby ste zistili rozdiel. Takže ak niečo začína na 50 stupňov Celzia a končí to na 75 stupňov C, potom je zmena teploty 75 stupňov C - 50 stupňov C = 25 stupňov C. Pri poklese teploty je výsledok negatívny.
Najväčšia výzva pre tento typ výpočtu nastáva, keď potrebujete vykonať prevod teploty. Obe teploty musia byť buď Fahrenheita alebo Celzia. Ak máte každý z nich, preveďte jeden z nich. Ak chcete prepnúť z Fahrenheita na Celzia, odčítajte od sumy vo Fahrenheite 32, výsledok vynásobte 5 a potom ho vydelte 9. Ak chcete previesť z Celzia na Fahrenheita, najskôr vynásobte sumu 9, potom ju vydelte 5 a nakoniec k výsledku pridajte 32. Prípadne stačí použiť online kalkulačku.
Výpočet zmeny teploty z prenosu tepla
Ak robíte komplikovanejší problém s prenosom tepla, výpočet zmeny teploty je zložitejší. Potrebný vzorec je:
Zmena teploty = Q / cm
Kde Q je pridané teplo, c je špecifická tepelná kapacita látky a m je hmotnosť látky, ktorú zohrievate. Teplo sa udáva v jouloch (J), špecifická tepelná kapacita je množstvo v jouloch na kilogram (alebo gram) ° C a hmotnosť v kilogramoch (kg) alebo gramoch (g). Voda má špecifickú tepelnú kapacitu tesne pod 4,2 J / g ° C, takže ak zvýšite teplotu 100 g vody pomocou 4 200 J tepla, získate:
Zmena teploty = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Teplota vody stúpa o 10 stupňov C. Jediná vec, ktorú si musíte pamätať, je, že pre hmotnosť musíte používať konzistentné jednotky. Ak máte špecifickú tepelnú kapacitu v J / g ° C, potrebujete hmotnosť látky v gramoch. Ak máte hodnotu v J / kg ° C, potrebujete hmotnosť látky v kilogramoch.