Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Ποια είναι η διαφορά μεταξύ θερμότητας και θερμοκρασίας;
- Απλή αλλαγή στους υπολογισμούς θερμοκρασίας
- Υπολογισμός αλλαγής θερμοκρασίας από τη μεταφορά θερμότητας
Η θερμοδυναμική είναι το πεδίο της φυσικής που σχετίζεται με τη θερμοκρασία, τη θερμότητα και, τελικά, με τις μεταφορές ενέργειας. Αν και οι νόμοι της θερμοδυναμικής μπορεί να είναι λίγο δύσκολο να ακολουθηθούν, ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής είναι μια απλή σχέση μεταξύ της εργασίας που έχει γίνει, της θερμότητας που προστίθεται και της αλλαγής στην εσωτερική ενέργεια μιας ουσίας. Εάν πρέπει να υπολογίσετε μια αλλαγή θερμοκρασίας, είναι είτε μια απλή διαδικασία αφαίρεσης της παλαιάς θερμοκρασίας από τη νέα, είτε μπορεί να περιλαμβάνει τον πρώτο νόμο, την ποσότητα ενέργειας που προστίθεται ως θερμότητα και τη συγκεκριμένη θερμική ικανότητα της ουσίας ερώτηση.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Μια απλή αλλαγή της θερμοκρασίας υπολογίζεται αφαιρώντας την τελική θερμοκρασία από την αρχική θερμοκρασία. Μπορεί να χρειαστεί να μετατρέψετε από το Fahrenheit σε Κελσίου ή αντίστροφα, το οποίο μπορείτε να κάνετε χρησιμοποιώντας μια φόρμουλα ή μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή.
Όταν πρόκειται για μεταφορά θερμότητας, χρησιμοποιήστε αυτόν τον τύπο: αλλαγή θερμοκρασίας = Q / cm για να υπολογίσετε τη μεταβολή της θερμοκρασίας από μια συγκεκριμένη ποσότητα θερμότητας που προστέθηκε. Q αντιπροσωπεύει τη θερμότητα που προστέθηκε, ντο είναι η ειδική θερμική ικανότητα της ουσίας που θερμαίνετε και Μ είναι η μάζα της ουσίας που θερμαίνετε.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ θερμότητας και θερμοκρασίας;
Το βασικό κομμάτι του φόντου που χρειάζεστε για έναν υπολογισμό θερμοκρασίας είναι η διαφορά μεταξύ θερμότητας και θερμοκρασίας. Η θερμοκρασία μιας ουσίας είναι κάτι που γνωρίζετε από την καθημερινή ζωή. Είναι η ποσότητα που μετράτε με ένα θερμόμετρο. Γνωρίζετε επίσης ότι τα σημεία βρασμού και τα σημεία τήξης των ουσιών εξαρτώνται από τη θερμοκρασία τους. Στην πραγματικότητα, η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της εσωτερικής ενέργειας μιας ουσίας, αλλά αυτές οι πληροφορίες δεν είναι σημαντικές για την επεξεργασία της αλλαγής της θερμοκρασίας.
Η θερμότητα είναι λίγο διαφορετική. Αυτός είναι ένας όρος για τη μεταφορά ενέργειας μέσω της θερμικής ακτινοβολίας. Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής λέει ότι η αλλαγή στην ενέργεια ισούται με το άθροισμα της προστιθέμενης θερμότητας και της εργασίας που έχει γίνει. Με άλλα λόγια, μπορείτε να δώσετε περισσότερη ενέργεια σε κάτι με το να το θερμαίσετε (μεταφέροντας τη θερμότητα σε αυτό) ή με φυσική κίνηση ή ανάδευση (κάνοντας δουλειά σε αυτό).
Απλή αλλαγή στους υπολογισμούς θερμοκρασίας
Ο απλούστερος υπολογισμός θερμοκρασίας που μπορεί να πρέπει να κάνετε περιλαμβάνει την επεξεργασία της διαφοράς μεταξύ μιας αρχικής και της τελικής θερμοκρασίας. Αυτό είναι εύκολο. Μπορείτε να αφαιρέσετε την τελική θερμοκρασία από τη θερμοκρασία εκκίνησης για να βρείτε τη διαφορά. Έτσι, αν ξεκινήσει κάτι στους 50 βαθμούς Κελσίου και τελειώνει στους 75 βαθμούς C, τότε η αλλαγή θερμοκρασίας είναι 75 βαθμοί C - 50 βαθμοί C = 25 βαθμοί C. Για να μειωθεί η θερμοκρασία, το αποτέλεσμα είναι αρνητικό.
Η μεγαλύτερη πρόκληση για αυτόν τον τύπο υπολογισμού προκύπτει όταν πρέπει να κάνετε μια μετατροπή θερμοκρασίας. Και οι δύο θερμοκρασίες πρέπει να είναι είτε Φαρενάιτ είτε Κελσίου. Αν έχετε ένα από τα δύο, μετατρέψτε ένα από αυτά. Για να μεταβείτε από το Φαρενάιτ στο Κελσίου, αφαιρέστε 32 από το ποσό στο Φαρενάιτ, πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα κατά 5 και στη συνέχεια διαιρέστε το με 9. Για να μετατρέψετε από το Κελσίου στο Φαρενάιτ, πρώτα πολλαπλασιάστε το ποσό κατά 9, στη συνέχεια διαιρέστε το με 5 και τελικά προσθέστε 32 στο αποτέλεσμα. Εναλλακτικά, απλά χρησιμοποιήστε μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή.
Υπολογισμός αλλαγής θερμοκρασίας από τη μεταφορά θερμότητας
Αν κάνετε ένα πιο περίπλοκο πρόβλημα μεταφοράς θερμότητας, ο υπολογισμός της αλλαγής της θερμοκρασίας είναι πιο δύσκολος. Ο τύπος που χρειάζεστε είναι:
Αλλαγή θερμοκρασίας = Q / cm
Που Q είναι η προστιθέμενη θερμότητα, ντο είναι η ειδική θερμική ικανότητα της ουσίας και Μ είναι η μάζα της ουσίας που θερμαίνετε.Η θερμότητα δίδεται σε ζεύγη (J), η ειδική θερμική ισχύς είναι μια ποσότητα σε ζεύγη ανά χιλιόγραμμο (ή γραμμάρια) ° C και η μάζα είναι σε χιλιόγραμμα (kg) ή γραμμάρια (g). Το νερό έχει μια συγκεκριμένη θερμική χωρητικότητα μόλις κάτω από 4,2 J / g ° C, οπότε εάν αυξάνετε τη θερμοκρασία των 100 g νερού χρησιμοποιώντας 4,200 J θερμότητας, παίρνετε:
Αλλαγή θερμοκρασίας = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Το νερό αυξάνεται στη θερμοκρασία κατά 10 βαθμούς Κελσίου. Το μόνο που πρέπει να θυμάστε είναι ότι πρέπει να χρησιμοποιείτε σταθερές μονάδες για μάζα. Εάν έχετε συγκεκριμένη θερμική ισχύ σε J / g ° C, τότε χρειάζεστε τη μάζα της ουσίας σε γραμμάρια. Εάν το έχετε σε J / kg ° C, τότε χρειάζεστε τη μάζα της ουσίας σε χιλιόγραμμα.