מה המשוואה למציאת טמפרטורה ראשונית?

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• משוואה לחום ספציפי
• שימוש בחום ספציפי למציאת טמפרטורה ראשונית
• שינויי חום ושלב ספציפיים

מה לוקח יותר אנרגיה כדי להתחמם: אוויר או מים? מה דעתך על מים מול מתכת או מים לעומת נוזל אחר כמו סודה?

שאלות אלו ורבות אחרות קשורות לתכונה של חומר הנקרא חום ספציפי. חום ספציפי הוא כמות החום ליחידת המסה הדרושה להעלאת טמפרטורת החומרים בדרגה אחת צלזיוס.

לכן דרוש יותר אנרגיה כדי לחמם מים מאשר אוויר מכיוון שלמים ולאוויר יש מחממים ספציפיים שונים.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

השתמש בנוסחה:

ש = mcΔTכתוב גם כן Q = mc (T - t₀)

כדי למצוא את הטמפרטורה הראשונית (t₀) בבעיית חום ספציפית.

למעשה, למים יש את אחד החימום הספציפי הגבוה ביותר של כל חומר "נפוץ": 4.186 ג'ול / גרם מעלות צלזיוס שלו. זו הסיבה מדוע מים כל כך שימושיים במיתון הטמפרטורה של מכונות, גופי אדם ואפילו כדור הארץ.

משוואה לחום ספציפי

אתה יכול להשתמש במאפיין של חום ספציפי כדי למצוא טמפרטורה ראשונית של חומרים. המשוואה לחום ספציפי נכתבת בדרך כלל:

ש = mcΔT

כאשר Q הוא כמות אנרגיית החום שנוספת, m הוא מסת החומרים, c הוא חום ספציפי, קבוע, ו- T פירושו "שינוי בטמפרטורה."

וודאו כי יחידות המדידה שלכם תואמות את היחידות בהן נעשה שימוש בקבוע החום הספציפי! לדוגמה, לפעמים החום הספציפי עשוי להשתמש בצלזיוס. פעמים אחרות, תקבל את יחידת ה- SI לטמפרטורה, שהיא קלווין. במקרים אלה, היחידות לחום ספציפי יהיו ג'אול / גרם ° צלזיוס או ג'ולס / גרם K. הדבר יכול להתרחש גם עם גרם לעומת קילוגרם להמסה, או ג'ולס ל- Bmu עבור אנרגיה. הקפד לבדוק את היחידות ולבצע כל ההמרות הדרושות לפני שתתחיל.

שימוש בחום ספציפי למציאת טמפרטורה ראשונית

ניתן לכתוב גם T (T - t₀), או חומרים הטמפרטורה החדשה פחות הטמפרטורה הראשונית שלה. אז דרך נוספת לכתוב את המשוואה עבור חום ספציפי היא:

Q = mc (T - t₀)

אז צורה משוחזרת זו של המשוואה הופכת את הפשטות לאתר טמפרטורה ראשונית. אתה יכול לחבר את כל הערכים האחרים שניתנו לך ואז לפתור עבור t₀.

לדוגמא: נניח שאתה מוסיף 75.0 ג'אול אנרגיה ל -2.0 גרם מים, ומעלה את הטמפרטורה שלו ל- 87 מעלות צלזיוס. החום הספציפי למים הוא 4.184 ג'אול / גרם צלזיוס. מה הייתה הטמפרטורה הראשונית של המים?

חבר את הערכים הנתונים למשוואה שלך:

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

לפשט:

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

8.96 מעלות צלזיוס = (87 מעלות צלזיוס - t₀)

78 מעלות צלזיוס = t₀.

שינויי חום ושלב ספציפיים

יש חריג אחד חשוב לזכור. משוואת החום הספציפית לא עובדת במהלך שינוי שלב, למשל מנוזל לגז או מוצק לנוזל. זה בגלל שכל האנרגיה הנוספת שנשאבת משמשת לשינוי פאזה, ולא לצורך העלאת הטמפרטורה. כך שהטמפרטורה נשארת שטוחה במהלך אותה תקופה, וזורקת את הקשר בין אנרגיה, טמפרטורה וחום ספציפי במצב זה.