Beregning af sluttemperatur i termodynamik:En trin-for-trin guide

BenchBo/iStock/GettyImages

Når du bliver præsenteret for et problem, der beder om den endelige temperatur af et stof efter en varmeoverførsel – såsom opvarmning af vand fra en given starttemperatur – kan du bestemme svaret ved hjælp af den klassiske termodynamiske relation for specifik varme.

Termodynamik, grenen af fysisk videnskab, der beskriver strømmen af varme og energi, giver en ligetil ligning, der forbinder den tilførte eller fjernede varme (Q), stoffets masse (m), dets specifikke varmekapacitet (c) og den resulterende temperaturændring (ΔT).

Trin 1:Omarranger den specifikke varmeformel

Det grundlæggende specifikke varmeforhold er

Q =mcΔT

Her Q er den udvekslede varme (i kalorier eller joule), m er massen (gram), c er den specifikke varmekapacitet (calg⁻¹°C⁻¹ eller Jkg⁻¹K⁻¹) og ΔT er temperaturændringen (°C eller K). Løsning for ΔT giver

ΔT =Q / (mc)

Del begge sider af den oprindelige ligning bymc for at isolere ΔT.

Trin 2:Indsæt de numeriske værdier

Antag, at problemet siger, at der tilsættes 150 cal varme til 25,0 g vand. Vands specifikke varmekapacitet er 1,0calg⁻¹°C⁻¹. Sæt disse tal ind i formlen:

ΔT =150cal ÷ (25,0g × 1,0calg⁻¹°C⁻¹) =150 ÷ 25,0 =6,0°C

Vandets temperatur stiger med 6,0°C.

Trin 3:Beregn den endelige temperatur

Tilføj temperaturændringen til den oprindelige temperatur. Hvis vandet startede ved 24°C, er sluttemperaturen

24°C + 6,0°C =30,0°C

Efter at have modtaget 150 cal varme, når vandet således 30°C.