Що вимагає більше енергії для нагрівання: повітря або вода? Як щодо води проти металу чи води проти іншої рідини, як сода?
Ці питання та багато інших пов’язані з властивістю речовини, яка називається питомою теплою. Питома теплота - це кількість тепла на одиницю маси, необхідна для підвищення температури речовини на один градус Цельсія.
Отже, для нагрівання води потрібно більше енергії, ніж повітря, оскільки вода і повітря мають різні специфічні нагрівання.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Використовуйте формулу:
Q = mcΔT, також написана Q = mc (T - t0)
знайти початкову температуру (t0) у конкретній проблемі тепла.
Насправді, вода має одну з найвищих питомих нагрівань серед усіх «загальних» речовин: вона становить 4,186 джоуля / грам ° C. Ось чому вода так корисна для регулювання температури машин, людських тіл і навіть планети.
Рівняння для питомого тепла
Ви можете використовувати властивість питомого нагрівання, щоб знайти початкову температуру речовини. Рівняння для питомої теплоємності зазвичай записують:
Q = mcΔT
де Q - кількість доданої теплової енергії, m - маса речовини, c - питома теплоємність, константа, ΔT означає "зміна температури".
Переконайтесь, що ваші одиниці виміру відповідають одиницям виміру, що використовуються у питомій постійній температурі! Наприклад, іноді специфічне тепло може використовувати Цельсій. В інших випадках ви отримаєте одиницю вимірювання СІ для температури, тобто Кельвіна. У цих випадках одиницями виміру питомої теплоти будуть або Джоулі / грам ° С, або Джоулі / грам К. Те саме могло статися з грамами в порівнянні з кілограмами маси, або Джоулями в Бму для енергії. Не забудьте перевірити одиниці вимірювання та здійснити будь-які необхідні перетворення, перш ніж розпочати.
Використання питомого тепла для визначення початкової температури
ΔT також можна записати (T - t0), або нова температура речовини мінус її початкова температура. Отже, ще один спосіб написати рівняння для питомої теплоємності:
Q = mc (T - t0)
Отже, ця переписана форма рівняння дозволяє легко знайти початкову температуру. Ви можете підключити всі інші значення, які ви отримали, а потім вирішити для t0.
Наприклад: Скажімо, ви додаєте 75,0 Джоулів енергії до 2,0 грамів води, підвищуючи її температуру до 87 ° C. Питома температура води становить 4,184 Джоуля / грам ° C. Якою була початкова температура води?
Підключіть дані значення до свого рівняння:
75.o J = 2,0 г x (4,184 Дж / g ° C) x (87 ° C - t0).
Спростіть:
75.o J = 8.368 Дж / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Специфічні зміни тепла та фази
Майте на увазі один важливий виняток. Рівняння питомої теплоти не працює під час зміни фази, наприклад, від рідини до газу або твердої речовини до рідини. Це тому, що вся додаткова енергія, яка закачується, використовується для зміни фази, а не для підвищення температури. Таким чином, температура залишається рівною протягом цього періоду, відкидаючи зв’язок між енергією, температурою та питомою температурою в цій ситуації.