สมการในการหาอุณหภูมิเริ่มต้นคืออะไร

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• สมการสำหรับความร้อนจำเพาะ
• การใช้ความร้อนจำเพาะเพื่อค้นหาอุณหภูมิเริ่มต้น
• การเปลี่ยนแปลงความร้อนและเฟสเฉพาะ

ซึ่งใช้พลังงานมากขึ้นในการทำให้ร้อน: อากาศหรือน้ำ แล้วน้ำกับโลหะหรือน้ำกับของเหลวอย่างโซดาล่ะ

คำถามเหล่านี้และอื่น ๆ อีกมากมายเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของสสารที่เรียกว่าความร้อนจำเพาะ ความร้อนจำเพาะคือปริมาณความร้อนต่อหน่วยของมวลที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิสารโดยหนึ่งองศาเซลเซียส

ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการทำให้น้ำร้อนกว่าอากาศเพราะน้ำและอากาศมีความร้อนจำเพาะที่แตกต่างกัน

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ใช้สูตร:

Q = mcΔTเขียนด้วย Q = mc (T - t₀)

เพื่อหาอุณหภูมิเริ่มต้น (t₀) ในปัญหาความร้อนที่เฉพาะเจาะจง

ในความเป็นจริงน้ำมีความร้อนเฉพาะสูงสุดของสาร "ทั่วไป" ใด ๆ : 4.186 จูล / กรัม° C นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมน้ำจึงมีประโยชน์ในการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องจักรร่างกายมนุษย์และแม้แต่โลก

สมการสำหรับความร้อนจำเพาะ

คุณสามารถใช้คุณสมบัติของความร้อนจำเพาะเพื่อค้นหาสารอุณหภูมิเริ่มต้น มักเขียนสมการความร้อนจำเพาะ:

Q = mcΔT

โดยที่ Q คือปริมาณพลังงานความร้อนที่เพิ่มเข้าไป m คือมวลของสาร c คือความร้อนจำเพาะค่าคงที่และΔTหมายถึง "การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ"

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน่วยวัดของคุณตรงกับหน่วยที่ใช้ในค่าคงที่ความร้อนจำเพาะ! ตัวอย่างเช่นบางครั้งความร้อนที่เฉพาะเจาะจงอาจใช้เซลเซียส ในบางครั้งคุณจะได้หน่วย SI สำหรับอุณหภูมิซึ่งก็คือเคลวิน ในกรณีเหล่านี้หน่วยความร้อนจำเพาะจะเป็นจูล / กรัม° C หรืออย่างอื่นจูล / กรัมเคเดียวกันอาจเกิดขึ้นกับกรัมเทียบกับกิโลกรัมสำหรับมวลหรือจูลส์เพื่อ Bmu พลังงาน อย่าลืมตรวจสอบหน่วยและทำการแปลงใด ๆ ที่จำเป็นก่อนที่คุณจะเริ่ม

การใช้ความร้อนจำเพาะเพื่อค้นหาอุณหภูมิเริ่มต้น

ΔTสามารถเขียนได้ (T - t₀) หรือสสารอุณหภูมิใหม่ลบด้วยอุณหภูมิเริ่มต้น อีกวิธีในการเขียนสมการสำหรับความร้อนจำเพาะคือ:

Q = mc (T - t₀)

รูปแบบสมการที่เขียนใหม่นี้ทำให้ง่ายต่อการค้นหาอุณหภูมิเริ่มต้น คุณสามารถเสียบค่าอื่น ๆ ทั้งหมดที่คุณได้รับจากนั้นจึงหาค่า t₀.

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณเพิ่มพลังงาน 75 จูลเป็น 2.0 กรัมน้ำเพิ่มอุณหภูมิเป็น 87 ° C ความร้อนเฉพาะของน้ำคือ 4.184 จูล / กรัม° C อุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำคืออะไร

เสียบค่าที่กำหนดลงในสมการของคุณ:

75.o J = 2.0 g x (4.184 J / g ° C) x (87 ° C - t₀).

ลดความซับซ้อน:

75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t₀).

8.96 ° C = (87 ° C - t₀)

78 ° C = t₀.

การเปลี่ยนแปลงความร้อนและเฟสเฉพาะ

มีข้อยกเว้นสำคัญประการหนึ่งที่ต้องจำไว้ สมการความร้อนที่เฉพาะเจาะจงไม่ทำงานในระหว่างการเปลี่ยนเฟสเช่นจากของเหลวเป็นก๊าซหรือของแข็งเป็นของเหลว นั่นเป็นเพราะพลังงานพิเศษทั้งหมดที่ถูกสูบเข้าไปจะถูกใช้สำหรับการเปลี่ยนเฟสไม่ใช่สำหรับการเพิ่มอุณหภูมิ ดังนั้นอุณหภูมิจะคงที่ในช่วงเวลานั้นโดยละทิ้งความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานอุณหภูมิและความร้อนจำเพาะในสถานการณ์นั้น