Sådan beregnes varmeabsorption:En praktisk vejledning

Af Lee Johnson
Opdateret 30. august 2022

MarianVejcik/iStock/GettyImages

TL;DR

Brug formlen Q =mcΔT at beregne varmeabsorberet.

• Q =varmeabsorberet (J)
• m =stoffets masse (kg)
• c =specifik varmekapacitet (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT =ændring i temperatur (°C)

Termodynamiske fundamenter

Termodynamikkens første lov siger, at ændringen i indre energi i et system er lig med den varme, der tilføres det plus det arbejde, der udføres på det. Varme er en form for energioverførsel, der kun sker mellem kroppe ved forskellige temperaturer; det flyder spontant fra varmt til koldt. Forståelse af disse principper er afgørende for nøjagtige varmeberegninger.

Specifik varmekapacitet

Specifik varmekapacitet, betegnet c , kvantificerer, hvor meget energi der kræves for at hæve temperaturen på 1 kg af et materiale med 1°C. Typiske værdier omfatter:

• Vand:4181Jkg⁻¹°C⁻¹
• Bly:128Jkg⁻¹°C⁻¹

Et højere c betyder, at materialet kræver mere energi for at ændre temperaturen.

Beregning af varmeabsorption

Anvend den simple relation Q =mcΔT . Bestem først temperaturændringen:ΔT =T_final – T_initial.

Eksempel:Hæv 2 kg vand fra 10°C til 50°C.

• ΔT =50°C – 10°C =40°C
• Q =2kg × 4181Jkg⁻¹°C⁻¹ × 40°C =334480J (≈334,5kJ)

Der kræves således cirka 334,5 kJ varme.

Enhedskonsistens og konvertering

Specifik varmekapacitet kan forekomme i alternative enheder:joule pr. gram pr. °C, kalorier pr. gram pr. °C eller joule pr. mol pr. °C. Hold enheder konsistente gennem hele beregningen. For eksempel, hvis c er angivet i Jg⁻¹°C⁻¹, brug masse i gram; hvis det er i Jmol⁻¹°C⁻¹, udtryk massen i mol. Temperaturforskelle målt i Kelvin er numerisk identiske med Celsius-forskelle, så ΔT kan bruges direkte.

Når du konverterer mellem energienheder, skal du huske:1kalorie =4,184J.