Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Hvad er forskellen mellem varme og temperatur?
- Enkel ændring i temperaturberegninger
- Beregning af temperaturændring fra varmeoverførsel
Termodynamik er det fysiske felt, der beskæftiger sig med temperatur, varme og i sidste ende energioverførsler. Selvom termodynamikens love kan være lidt vanskelige at følge, er den første lov om termodynamik et enkelt forhold mellem det udførte arbejde, tilføjet varme og ændringen i et indre indre energi. Hvis du skal beregne en ændring i temperaturen, er det enten en simpel proces med at trække den gamle temperatur fra den nye, eller det kan involvere den første lov, mængden af energi, der tilføjes som varme, og stoffets specifikke varmekapacitet i spørgsmål.
TL; DR (for lang; læste ikke)
En simpel temperaturændring beregnes ved at trække den endelige temperatur fra den indledende temperatur. Det kan være nødvendigt at konvertere fra Fahrenheit til Celsius eller omvendt, hvilket du kan gøre ved hjælp af en formel eller en online-regnemaskine.
Når der er tale om varmeoverførsel, skal du bruge denne formel: temperaturændring = Q / cm til at beregne ændringen i temperatur fra en bestemt mængde tilsat varme. Q repræsenterer den tilsatte varme, c er den specifikke varmekapacitet på det stof, du opvarmer, og m er massen af det stof, du opvarmer.
Hvad er forskellen mellem varme og temperatur?
Den vigtigste bit baggrund, du har brug for til en temperaturberegning, er forskellen mellem varme og temperatur. Stoffets temperatur er noget, du er bekendt med fra hverdagen. Det er den mængde, du måler med et termometer. Du ved også, at kogepunkter og smeltepunkter for stoffer afhænger af deres temperatur. I virkeligheden er temperatur et mål for den interne energi, et stof har, men disse oplysninger er ikke vigtige for at finde ud af, hvordan temperaturen ændres.
Varmen er lidt anderledes. Dette er en betegnelse for overførsel af energi gennem termisk stråling. Den første lov om termodynamik siger, at ændringen i energi er lig med summen af den tilsatte varme og det udførte arbejde. Med andre ord kan du give mere energi til noget ved at varme det op (overføre varme til det) eller ved fysisk at bevæge eller røre det (udføre arbejde på det).
Enkel ændring i temperaturberegninger
Den enkleste temperaturberegning, du muligvis skal gøre, involverer at beregne forskellen mellem en start- og færdig temperatur. Dette er let. Du trækker den endelige temperatur fra starttemperaturen for at finde forskellen. Så hvis noget starter ved 50 grader Celsius og slutter ved 75 grader C, så er ændringen i temperatur 75 grader C - 50 grader C = 25 grader C. For fald i temperaturen er resultatet negativt.
Den største udfordring for denne type beregninger opstår, når du skal foretage en temperaturkonvertering. Begge temperaturer skal være enten Fahrenheit eller Celsius. Hvis du har en af hver, skal du konvertere en af dem. For at skifte fra Fahrenheit til Celsius, trækker du 32 fra mængden i Fahrenheit, multiplicerer resultatet med 5 og deler det derefter med 9. For at konvertere fra Celsius til Fahrenheit skal du først multiplicere beløbet med 9, derefter dele det med 5 og til sidst tilføj 32 til resultatet. Alternativt skal du bare bruge en online regnemaskine.
Beregning af temperaturændring fra varmeoverførsel
Hvis du laver et mere kompliceret problem med varmeoverførsel, er det vanskeligere at beregne temperaturændringen. Den formel, du har brug for, er:
Ændring i temperatur = Q / cm
Hvor Q tilføjes varmen, c er stoffets specifikke varmekapacitet, og m er massen af det stof, du varmer op.Varmen gives i joules (J), den specifikke varmekapacitet er en mængde i joules pr. Kg (eller gram) ° C, og massen er i kilogram (kg) eller gram (g). Vand har en specifik varmekapacitet på lige under 4,2 J / g ° C, så hvis du hæver temperaturen på 100 g vand ved hjælp af 4.200 J varme, får du:
Ændring i temperatur = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Vandet stiger i temperatur med 10 grader C. Det eneste, du skal huske, er, at du skal bruge ensartede enheder til masse. Hvis du har en bestemt varmekapacitet i J / g ° C, har du brug for stoffets masse i gram. Hvis du har det i J / kg ° C, har du brug for stoffets masse i kg.