Termodinamika je področje fizike, ki se ukvarja s prenašanjem temperature, toplote in navsezadnje energije. Čeprav je zakone termodinamike nekoliko težko sprejeti, je prvi zakon termodinamike preprosto razmerje med opravljenim delom, dodano toploto in spremembo notranje energije a snov. Če morate izračunati spremembo temperature, gre za preprost postopek odštevanja stare temperature od nove ena ali pa lahko vključuje prvi zakon, količino energije, dodane kot toplota, in specifično toplotno sposobnost snovi v vprašanje.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Preprosta sprememba temperature se izračuna tako, da se od začetne temperature odšteje končna temperatura. Morda boste morali pretvoriti iz Fahrenheita v Celzija ali obratno, kar lahko storite s formulo ali spletnim kalkulatorjem.
Ko gre za prenos toplote, uporabite to formulo: sprememba temperature = Q / cm za izračun spremembe temperature iz določene dodane toplote. V predstavlja dodano toploto, c je specifična toplotna zmogljivost snovi, ki jo segrevate, in m je masa snovi, ki jo segrevate.
Kakšna je razlika med toploto in temperaturo?
Ključni del ozadja, ki ga potrebujete za izračun temperature, je razlika med toploto in temperaturo. Temperatura snovi je nekaj, kar poznate iz vsakdanjega življenja. To je količina, ki jo izmerite s termometrom. Veste tudi, da so vrelišča in tališča snovi odvisni od njihove temperature. V resnici je temperatura merilo notranje energije, ki jo ima snov, vendar te informacije niso pomembne za določanje spremembe temperature.
Vročina je nekoliko drugačna. To je izraz za prenos energije s toplotnim sevanjem. Prvi zakon termodinamike pravi, da je sprememba energije enaka vsoti dodane toplote in opravljenega dela. Z drugimi besedami, lahko daš več energije nečemu tako, da jo ogreješ (prenašaš toploto nanjo) ali fizično premikaš ali mešaš (delaš na njej).
Preprosta sprememba temperaturnih izračunov
Najpreprostejši izračun temperature, ki ga boste morda morali opraviti, vključuje določitev razlike med začetno in končno temperaturo. To je enostavno. Končno temperaturo odštejete od začetne temperature, da ugotovite razliko. Torej, če se nekaj začne pri 50 stopinjah Celzija in konča pri 75 stopinjah C, potem je sprememba temperature 75 stopinj C - 50 stopinj C = 25 stopinj C. Za znižanja temperature je rezultat negativen.
Največji izziv za tovrstne izračune je, ko morate pretvoriti temperaturo. Obe temperaturi morata biti po Fahrenheitu ali Celzija. Če imate enega od njih, pretvorite enega od njih. Če želite preklopiti iz Fahrenheita v Celzija, od zneska v Fahrenheitu odštejte 32, rezultat pomnožite s 5 in ga nato delite z 9. Če želite pretvoriti iz Celzija v Fahrenheit, najprej pomnožite znesek z 9, nato ga delite s 5 in na koncu dodajte 32 rezultatu. Lahko pa uporabite tudi spletni kalkulator.
Izračun spremembe temperature od prenosa toplote
Če imate bolj zapleten problem s prenosom toplote, je izračunavanje spremembe temperature težje. Formula, ki jo potrebujete, je:
Sprememba temperature = Q / cm
Kje V je dodana toplota, c - specifična toplotna zmogljivost snovi in m je masa snovi, ki jo segrevate. Toplota je podana v džulih (J), specifična toplotna zmogljivost je količina v džulih na kilogram (ali gram) ° C, masa pa v kilogramih (kg) ali gramih (g). Voda ima specifično toplotno zmogljivost nekaj manj kot 4,2 J / g ° C, zato če zvišate temperaturo 100 g vode z uporabo 4 200 J toplote, dobite:
Sprememba temperature = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Voda se zviša za 10 stopinj C. Edino, česar si morate zapomniti, je, da morate za maso uporabljati dosledne enote. Če imate določeno toplotno zmogljivost v J / g ° C, potem potrebujete maso snovi v gramih. Če ga imate v J / kg ° C, potem potrebujete maso snovi v kilogramih.