Sådan beregnes temperaturændringen

Termodynamik er fysikens område, der vedrører temperatur, varme og i sidste ende energioverførsler. Selvom termodynamikloven kan være lidt vanskelig at følge, er termodynamikens første lov et simpelt forhold mellem arbejdet, tilsætningen af ​​varme og forandringen i et indre stofs indre energi. Hvis man skal beregne en temperaturændring, er det enten en simpel proces at subtrahere den gamle temperatur fra den nye, eller det kan indebære den første lov, mængden af ​​energi tilsat som varme og den specifikke varmekapacitet af stoffet i spørgsmål.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

En simpel temperaturændring beregnes ved at trække sluttemperaturen fra den indledende temperatur. Du skal muligvis konvertere fra Fahrenheit til Celsius eller vice versa, som du kan gøre ved hjælp af en formel eller en online-kalkulator.

Når varmeoverførsel er involveret, brug denne formel: temperaturændring = Q /cm til beregne temperaturændringen fra en bestemt mængde af tilsat varme. Q
repræsenterer den tilsatte varme, c
er den specifikke varmekapacitet af det stof, du opvarmer, og m
er massen af ​​stoffet du opvarmer .

Hvad er forskellen mellem varme og temperatur?

Nøglebiten af ​​baggrunden, du har brug for til en temperaturberegning, er forskellen mellem varme og temperatur. Temperaturen af ​​et stof er noget, du kender til fra hverdagen. Det er den mængde du måler med et termometer. Du ved også, at kogepunkter og smeltepunkter af stoffer afhænger af deres temperatur. I virkeligheden er temperaturen et mål for den indre energi, et stof har, men at oplysningerne ikke er vigtige for at udarbejde temperaturændringen.

Varme er lidt anderledes. Dette er et udtryk for overførsel af energi gennem termisk stråling. Den første lov i termodynamikken siger, at energiforbruget er lig med summen af ​​den tilsatte varme og det arbejde, der udføres. Med andre ord kan du give mere energi til noget ved at opvarme det (overføre varmen til det) eller ved fysisk at flytte eller røre det (arbejde på det).

Enkel ændring i temperaturberegninger

Den enkleste temperaturberegning, du måtte have brug for, indebærer at udregne forskellen mellem start- og efterbehandlingstemperatur. Dette er nemt. 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 temperaturændringen 75 grader C - 50 grader C = 25 grader C. For fald i temperatur er resultatet negativt.

Den største udfordring for denne type beregning sker, når du skal lave en temperaturkonvertering. Begge temperaturer skal enten være 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 dividerer derefter det med 9. For at konvertere fra Celsius til Fahrenheit, multiplicér du først tallet med 9, divider det derefter med 5 og endelig tilføj 32 til resultatet. Alternativt kan 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
er den tilsatte varme c
er den specifikke varmekapacitet af stoffet, og m
er massen af ​​stoffet du opvarmer. Varmen er angivet i joules (J), den specifikke varmekapacitet er en mængde i joules pr. Kilogram (eller gram) ° C, og massen er i kg (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:

Forandring i temperatur = 4200 J ÷ (4,2 J /G ° C × 100 g) = 10 ° C

Vandet øges i temperaturer med 10 grader C. Det eneste du skal huske er, at du skal bruge ensartede enheder til masse. Hvis du har en specifik varmekapacitet i J /g ° C, så har du brug for masse af stoffet i gram. Hvis du har det i J /kg ° C, så har du brug for masse af stoffet i kg.