Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Ligning for specifik varme
- Brug af specifik varme for at finde den indledende temperatur
- Specifikke varme- og faseændringer
Hvilken tager mere energi at varme op: luft eller vand? Hvad med vand kontra metal eller vand kontra en anden væske som soda?
Disse spørgsmål og mange andre er relateret til en egenskab med stof kaldet specifik varme. Specifik varme er den mængde varme pr. Masseenhed, der er nødvendig for at hæve en stoffetemperatur med en grad Celsius.
Så det tager mere energi at opvarme vand end luft, fordi vand og luft har forskellige specifikke opvarmninger.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Brug formlen:
Q = mcΔT, også skrevet Q = mc (T - t0)
for at finde den indledende temperatur (t0) i et specifikt varmeproblem.
Faktisk har vand en af de højeste specifikke opvarmninger af ethvert "almindeligt" stof: Det er 4.186 joule / gram ° C. Derfor er vand så nyttigt til at moderere temperaturen på maskiner, menneskelige kroppe og endda planeten.
Ligning for specifik varme
Du kan bruge egenskaben ved specifik varme til at finde en stofens indledende temperatur. Ligningen for specifik varme er normalt skrevet:
Q = mcΔT
hvor Q er mængden af tilsat varmeenergi, m er stoffernes masse, c er specifik varme, en konstant, og meansT betyder "ændring i temperatur."
Sørg for, at dine måleenheder matcher de enheder, der bruges i den specifikke varmekonstant! For eksempel kan den specifikke varme undertiden bruge Celsius. Andre gange får du SI-enheden for temperatur, som er Kelvin. I disse tilfælde vil enhederne for specifik varme enten være Joules / gram ° C eller ellers Joules / gram K. Det samme kunne ske med gram versus kilogram for massen eller Joules til Bmu for energi. Sørg for at kontrollere enhederne og foretage de nødvendige konverteringer, inden du kommer i gang.
Brug af specifik varme for at finde den indledende temperatur
ΔT kan også skrives (T - t0), eller en stof, der er ny temperatur minus dens starttemperatur. Så en anden måde at skrive ligningen for specifik varme er:
Q = mc (T - t0)
Så denne omskrevne form for ligningen gør det let at finde starttemperatur. Du kan tilslutte alle de andre værdier, som du har givet, og derefter løse for t0.
For eksempel: Sig, at du tilføjer 75,0 Joules energi til 2,0 gram vand og hæver dens temperatur til 87 ° C. Vandspecifik varme er 4.184 Joules / gram ° C. Hvad var den oprindelige temperatur på vandet?
Sæt de givne værdier i din ligning:
75 ° C J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Forenkle:
75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Specifikke varme- og faseændringer
Der er en vigtig undtagelse at huske på. Den specifikke varmeforligning fungerer ikke under en faseændring, for eksempel fra en væske til en gas eller et fast stof til en væske. Det er fordi al den ekstra energi, der pumpes ind, bruges til faseændringen, ikke til at øge temperaturen. Så temperaturen forbliver flad i denne periode og kaster forholdet mellem energi, temperatur og specifik varme i den situation.