Hvad er ligningen for at finde den indledende temperatur?

Hvilket tager mere energi for 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 et stoffets temperatur med en grad Celsius.

Så det tager mere energi at varme op vand end luft, fordi vand og luft har forskellige specifikke opvarmninger.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Brug formlen:

Q \u003d mcΔT, også skrevet Q \u003d mc (T - t ₀₎

for at finde den indledende temperatur (t _{0) i et specifikt varmeproblem.}

Faktisk har vand en af de højeste specifikke opvarmninger af et "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 til specifik varme til at finde et stofs indledende temperatur. Ligningen for specifik varme skrives normalt:

Q \u003d mcΔT

hvor Q er mængden af tilsat varmeenergi, m er stoffets masse, c er specifik varme, en konstant og ΔT betyder "temperaturændring."

Sørg for, at dine måleenheder matcher de enheder, der er brugt 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 oprindelige temperatur

ΔT kan også skrives (T - t _{0), eller et stof ny temperatur minus dens starttemperatur. Så en anden måde at skrive ligningen for specifik varme er:}

Q \u003d mc (T - t ₀₎

Så denne omskrevne form for ligningen gør det nemt at finde starttemperatur . Du kan tilslutte alle de andre værdier, som du får, og derefter løse for t _0.

For eksempel: Sig, at du tilføjer 75,0 Joules energi til 2,0 gram vand og hæver dens temperatur til 87 ° C. Vands specifikke varme er 4.184 Joules /gram ° C. Hvad var vandets oprindelige temperatur?

Sæt de givne værdier i din ligning:

75.o J \u003d 2,0 gx (4,184 J /g ° C) x (87 ° C - t _0).

Forenkle:

75.o J \u003d 8.368 J /° C x (87 ° C - t _0).

8,96 ° C \u003d (87 ° C - t ₀₎

78 ° C \u003d t _{0.
Specifikke varme- og faseændringer}

Der er en vigtig undtagelse fra huske. Den specifikke varmeforligning fungerer ikke under en faseændring, for eksempel fra en væske til en gas eller et fast stof til en væske. Det skyldes, at 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 denne situation af.