Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Rovnica pre špecifické teplo
- Použitie špecifického tepla na zistenie počiatočnej teploty
- Špecifické zmeny tepla a fázy
Ktoré vyžadujú viac energie na zahriatie: vzduch alebo voda? A čo voda proti kovu alebo voda proti inej tekutine, ako je sóda?
Tieto otázky a mnoho ďalších súvisí s vlastnosťou hmoty nazývanej špecifické teplo. Merné teplo je množstvo tepla na jednotku hmotnosti potrebné na zvýšenie teploty látok o jeden stupeň Celzia.
Zahrievanie vody preto vyžaduje viac energie ako vzduch, pretože voda a vzduch majú rôzne špecifické teploty.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Použite vzorec:
Q = mcAT, tiež napísané Q = mc (T - t0)
na zistenie počiatočnej teploty (t0) v špecifickom tepelnom probléme.
V skutočnosti má voda jedno z najvyšších merných teplôt akejkoľvek „bežnej“ látky: jej teplota 4,186 joulov / gram ° C. Preto je voda tak užitočná pri zmierňovaní teploty strojov, ľudských tiel a dokonca aj planéty.
Rovnica pre špecifické teplo
Vlastnosť špecifického tepla môžete použiť na nájdenie počiatočnej teploty látok. Rovnica pre špecifické teplo sa obvykle píše:
Q = mcAT
kde Q je množstvo pridanej tepelnej energie, m je hmotnosť látky, c je špecifické teplo, konštanta a ΔT znamená „zmenu teploty“.
Uistite sa, že vaše meracie jednotky zodpovedajú jednotkám použitým v špecifickej tepelnej konštante! Napríklad niekedy môže špecifické teplo používať stupňov Celzia. Inokedy dostanete jednotku SI pre teplotu, ktorou je Kelvin. V týchto prípadoch bude jednotkou pre špecifické teplo buď Joulov / gram ° C alebo inak Joulov / gram K. To isté by sa mohlo stať s grammi verzus kilogramy pre hmotnosť alebo Jouly do Bmu pre energiu. Skôr ako začnete, skontrolujte jednotky a vykonajte potrebné konverzie.
Použitie špecifického tepla na zistenie počiatočnej teploty
ΔT možno tiež zapísať (T - t0) alebo látka nová teplota mínus jej pôvodná teplota. Ďalším spôsobom, ako napísať rovnicu pre špecifické teplo, je:
Q = mc (T - t0)
Táto prepísaná forma rovnice teda uľahčuje nájdenie počiatočnej teploty. Môžete pripojiť všetky ostatné hodnoty, ktoré ste zadali, a potom ich vyriešiť pre t0.
Napríklad: Povedzme, že do 2,0 gramov vody pridáte 75,0 joulov energie a zvýšite teplotu na 87 ° C. Merná teplota vody je 4.184 Jouly / gram ° C. Aká bola počiatočná teplota vody?
Zapojte dané hodnoty do svojej rovnice:
75 ° J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
zjednoduší:
75 ° J = 8,368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Špecifické zmeny tepla a fázy
Nezabúdajte na jednu dôležitú výnimku. Špecifická tepelná rovnica nefunguje počas zmeny fázy, napríklad z kvapaliny na plyn alebo tuhej látky na kvapalinu. Je to preto, že všetka energia, ktorá sa prečerpáva, sa používa na zmenu fázy, nie na zvýšenie teploty. Počas tohto obdobia teda teplota zostane rovnaká a v tejto situácii sa vyhodí vzťah medzi energiou, teplotou a špecifickým teplom.