Kaj potrebuje več energije za ogrevanje: zrak ali voda? Kaj pa voda v primerjavi s kovino ali voda v primerjavi z drugo tekočino, kot je soda?
Ta in številna druga vprašanja so povezana z lastnostjo snovi, imenovano specifična toplota. Specifična toplota je količina toplote na masno enoto, potrebna za dvig temperature snovi za eno stopinjo Celzija.
Za ogrevanje vode je torej potrebno več energije kot zrak, ker imata voda in zrak različno specifično toploto.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Uporabite formulo:
Q = mcΔT, tudi napisano Q = mc (T - t0)
najti začetno temperaturo (t0) pri posebnem problemu s toploto.
Dejansko ima voda eno najvišjih specifičnih toplot med katero koli "običajno" snovjo: znaša 4,186 džul / gram ° C. Zato je voda tako koristna za uravnavanje temperature strojev, človeških teles in celo planeta.
Enačba za določeno toploto
Lastnost specifične toplote lahko uporabite za iskanje začetne temperature snovi. Enačba za specifično toploto je običajno zapisana:
Q = mcΔT
kjer je Q količina dodane toplotne energije, m masa snovi, c specifična toplota, konstanta in ΔT pomeni "spremembo temperature".
Prepričajte se, da se vaše merske enote ujemajo z enotami, uporabljenimi v določeni toplotni konstanti! Na primer, včasih lahko določena toplota uporablja Celzija. Drugič boste dobili enoto SI za temperaturo, to je Kelvin. V teh primerih bodo enote za specifično toploto bodisi džuli / gram ° C bodisi džuli / gram K. Enako bi se lahko zgodilo z grami v primerjavi s kilogrami za maso ali Joulesi z Bmu za energijo. Preden začnete, preverite enote in izvedite vse potrebne pretvorbe.
Uporaba določene toplote za iskanje začetne temperature
Zapišemo lahko tudi ΔT (T - t0) ali nova temperatura snovi minus začetna temperatura. Torej še en način za zapis enačbe za specifično toploto je:
Q = mc (T - t0)
Torej ta prepisana oblika enačbe olajša iskanje začetne temperature. Lahko vključite vse druge vrednosti, ki ste jih dobili, nato pa rešite za t0.
Na primer: Recimo, da 2,0 grama vode dodate 75,0 Joulov energije in zvišate njeno temperaturo na 87 ° C. Specifična toplota vode znaša 4,184 džula / gram ° C. Kakšna je bila začetna temperatura vode?
Dane vrednosti vključite v svojo enačbo:
75.o J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Poenostavite:
75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Posebne spremembe toplote in faze
Ne pozabite na eno pomembno izjemo. Enačba specifične toplote ne deluje med fazno spremembo, na primer iz tekočine v plin ali trdne snovi v tekočino. To je zato, ker se vsa dodatna energija, ki se črpa, porabi za fazno spremembo in ne za povečanje temperature. Torej temperatura v tem obdobju ostane enaka in v tem primeru razveže razmerje med energijo, temperaturo in specifično toploto.