Hangisinin ısınması daha fazla enerji gerektirir: hava mı yoksa su mu? Suya karşı metal veya suya karşı soda gibi başka bir sıvıya ne dersiniz?
Bu sorular ve diğerleri, maddenin özgül ısı adı verilen bir özelliği ile ilgilidir. Özgül ısı, bir maddenin sıcaklığını bir santigrat derece yükseltmek için gereken kütle birimi başına ısı miktarıdır.
Bu nedenle suyu ısıtmak havadan daha fazla enerji gerektirir çünkü su ve havanın farklı özgül ısıları vardır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Formülü kullanın:
Q = mcΔT, ayrıca yazılmış Q = mc (T - t0)
başlangıç sıcaklığını bulmak için (t0) belirli bir ısı probleminde.
Aslında su, herhangi bir "ortak" maddenin en yüksek özgül ısılarından birine sahiptir: 4.186 joule/gram °C'dir. Bu nedenle su, makinelerin, insan vücudunun ve hatta gezegenin sıcaklığını dengelemede çok faydalıdır.
Özgül Isı Denklemi
Bir maddenin başlangıç sıcaklığını bulmak için özgül ısı özelliğini kullanabilirsiniz. Özgül ısı denklemi genellikle şöyle yazılır:
Q = mcΔT
burada Q eklenen ısı enerjisi miktarıdır, m maddenin kütlesidir, c özgül ısıdır, bir sabittir ve ΔT "sıcaklıktaki değişim" anlamına gelir.
Ölçü birimlerinizin, özgül ısı sabitinde kullanılan birimlerle eşleştiğinden emin olun! Örneğin, bazen özgül ısı Santigrat kullanabilir. Diğer zamanlarda, Kelvin olan sıcaklık için SI birimini alırsınız. Bu durumlarda, özgül ısı birimleri Joule/gram °C veya Joule/gram K olacaktır. Aynı şey kütle için grama karşı kilogram veya enerji için Joule ila Bmu için de olabilir. Başlamadan önce birimleri kontrol ettiğinizden ve gereken dönüşümleri yaptığınızdan emin olun.
İlk Sıcaklığı Bulmak için Özgül Isıyı Kullanma
ΔT ayrıca yazılabilir (T - t0) veya bir maddenin yeni sıcaklığından başlangıç sıcaklığının çıkarılmasıyla elde edilir. Özgül ısı denklemini yazmanın başka bir yolu da şudur:
Q = mc (T - t0)
Yani denklemin bu yeniden yazılmış şekli, ilk sıcaklığı bulmayı kolaylaştırır. Size verilen diğer tüm değerleri ekleyebilir, ardından t için çözebilirsiniz.0.
Örneğin: 2.0 gram suya 75,0 Joule enerji eklediğinizi ve sıcaklığını 87 °C'ye yükselttiğinizi varsayalım. Suyun özgül ısısı 4.184 Joule/gram °C'dir. Suyun ilk sıcaklığı neydi?
Verilen değerleri denkleminize takın:
75.o J = 2.0 g x (4.184 J/g°C) x (87 °C - t0).
Basitleştirin:
75.o J = 8.368 J/°C x (87 °C - t0).
8.96 °C = (87 °C - t0)
78°C = t0.
Özgül Isı ve Faz Değişimleri
Akılda tutulması gereken önemli bir istisna var. Özgül ısı denklemi, örneğin sıvıdan gaza veya katıdan sıvıya geçiş gibi bir faz değişimi sırasında çalışmaz. Bunun nedeni, pompalanan tüm ekstra enerjinin sıcaklığı arttırmak için değil, faz değişimi için kullanılmasıdır. Böylece, bu süre boyunca sıcaklık sabit kalır ve bu durumda enerji, sıcaklık ve özgül ısı arasındaki ilişkiyi ortadan kaldırır.