NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Phương trình nhiệt dung riêng
- Sử dụng nhiệt dung riêng để tìm nhiệt độ ban đầu
- Thay đổi nhiệt và pha cụ thể
Cái nào cần nhiều năng lượng hơn để làm nóng: không khí hay nước? Làm thế nào về nước so với kim loại hoặc nước so với chất lỏng khác như soda?
Những câu hỏi này và nhiều câu hỏi khác có liên quan đến một tính chất của vật chất gọi là nhiệt dung riêng. Nhiệt dung riêng là lượng nhiệt trên một đơn vị khối lượng cần thiết để tăng nhiệt độ các chất lên một độ C.
Vì vậy, cần nhiều năng lượng để làm nóng nước hơn không khí vì nước và không khí có nhiệt dung riêng khác nhau.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Sử dụng công thức:
Q = mcΔT, cũng được viết Q = mc (T - t0)
để tìm nhiệt độ ban đầu (t0) trong một vấn đề nhiệt cụ thể.
Trong thực tế, nước có một trong những nhiệt dung riêng cao nhất của bất kỳ chất "thông thường" nào: 4.186 joule / gram ° C. Đó là lý do tại sao nước rất hữu ích trong việc kiểm duyệt nhiệt độ của máy móc, cơ thể con người và thậm chí cả hành tinh.
Phương trình nhiệt dung riêng
Bạn có thể sử dụng tính chất của nhiệt dung riêng để tìm nhiệt độ ban đầu của các chất. Phương trình nhiệt dung riêng thường được viết:
Q = mcΔT
Trong đó Q là lượng năng lượng nhiệt được thêm vào, m là khối lượng chất, c là nhiệt dung riêng, hằng số và ΔT có nghĩa là "thay đổi nhiệt độ".
Hãy chắc chắn rằng các đơn vị đo lường của bạn khớp với các đơn vị được sử dụng trong hằng số nhiệt cụ thể! Ví dụ, đôi khi nhiệt dung riêng có thể sử dụng Celsius. Lần khác, bạn sẽ nhận được đơn vị SI cho nhiệt độ, đó là Kelvin. Trong những trường hợp này, đơn vị cho nhiệt dung riêng sẽ là Joules / gram ° C hoặc Joules / gram K. Điều tương tự có thể xảy ra với gram so với kilogam đối với khối lượng, hoặc Joules đối với Bmu đối với năng lượng. Hãy chắc chắn kiểm tra các đơn vị và thực hiện bất kỳ chuyển đổi cần thiết trước khi bạn bắt đầu.
Sử dụng nhiệt dung riêng để tìm nhiệt độ ban đầu
T cũng có thể được viết (T - t0), hoặc một chất nhiệt độ mới trừ đi nhiệt độ ban đầu. Vì vậy, một cách khác để viết phương trình cho nhiệt dung riêng là:
Q = mc (T - t0)
Vì vậy, dạng viết lại của phương trình này giúp tìm đơn giản nhiệt độ ban đầu. Bạn có thể cắm tất cả các giá trị khác mà bạn đã cung cấp, sau đó giải quyết cho t0.
Ví dụ: Giả sử bạn thêm 75,0 Joules năng lượng vào 2,0 gram nước, tăng nhiệt độ của nó lên 87 ° C. Nhiệt dung riêng của nước là 4.184 Joules / gram ° C. Nhiệt độ ban đầu của nước là gì?
Cắm các giá trị đã cho vào phương trình của bạn:
75.o J = 2.0 g x (4.184 J / g ° C) x (87 ° C - t0).
Đơn giản hóa:
75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t0).
8,96 ° C = (87 ° C - t0)
78 ° C = t0.
Thay đổi nhiệt và pha cụ thể
Có một ngoại lệ quan trọng cần ghi nhớ. Phương trình nhiệt cụ thể không hoạt động trong quá trình thay đổi pha, ví dụ, từ chất lỏng sang chất khí hoặc chất rắn sang chất lỏng. Đó là bởi vì tất cả các năng lượng bổ sung được bơm vào đang được sử dụng để thay đổi pha, không phải để tăng nhiệt độ. Vì vậy, nhiệt độ không thay đổi trong thời gian đó, loại bỏ mối quan hệ giữa năng lượng, nhiệt độ và nhiệt dung riêng trong tình huống đó.