ما هي المعادلة لإيجاد درجة الحرارة الأولية؟

المحتوى

• TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
• معادلة للحرارة محددة
• باستخدام الحرارة المحددة لإيجاد درجة الحرارة الأولية
• حرارة محددة وتغييرات المرحلة

ما الذي يتطلب المزيد من الطاقة لتسخين الهواء أو الماء؟ ماذا عن الماء مقابل المعدن أو الماء مقابل سائل آخر مثل الصودا؟

ترتبط هذه الأسئلة والكثير غيرها بخاصية مادة تسمى الحرارة المحددة. الحرارة النوعية هي كمية الحرارة لكل وحدة من الكتلة اللازمة لرفع درجة حرارة المواد بمقدار درجة مئوية واحدة.

لذلك ، يتطلب تسخين الماء طاقة أكبر من الهواء لأن الماء والهواء لهما درجات حرارة مختلفة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

استخدم الصيغة:

س = mcΔT، مكتوبة أيضا Q = mc (T - t₀)

للعثور على درجة الحرارة الأولية (ر₀) في مشكلة حرارة محددة.

في الواقع ، يحتوي الماء على واحد من أعلى درجات الحرارة المحددة لأي مادة "شائعة": 4.186 جول / جرام درجة مئوية. وهذا هو السبب في أن الماء مفيد جدًا في ضبط درجة حرارة الآلات والأجسام البشرية وحتى الكوكب.

معادلة للحرارة محددة

يمكنك استخدام خاصية الحرارة المحددة للعثور على درجة حرارة المواد الأولية. عادة ما يتم كتابة معادلة الحرارة المحددة:

س = mcΔT

حيث Q هي مقدار الطاقة الحرارية المضافة ، m هي كتلة المواد ، c عبارة عن حرارة محددة ، ثابت ، و ΔT يعني "التغير في درجة الحرارة".

تأكد من تطابق وحدات القياس الخاصة بك مع الوحدات المستخدمة في ثابت الحرارة المحدد! على سبيل المثال ، في بعض الأحيان قد تستخدم الحرارة المحددة مئوية. في أوقات أخرى ، ستحصل على وحدة SI لدرجة الحرارة ، وهي Kelvin. في هذه الحالات ، تكون وحدات الحرارة المعينة إما جول / جرام درجة مئوية أو جول / غرام ك. ويمكن أن يحدث الشيء نفسه مع غرام مقابل كيلوغرام للكتلة ، أو جول إلى Bmu للحصول على الطاقة. تأكد من التحقق من الوحدات وإجراء أي تحويلات مطلوبة قبل البدء.

باستخدام الحرارة المحددة لإيجاد درجة الحرارة الأولية

alsoT يمكن كتابتها أيضا (T - t₀) ، أو درجة حرارة المواد الجديدة ناقص درجة الحرارة الأولية. لذلك هناك طريقة أخرى لكتابة المعادلة للحرارة المحددة هي:

Q = mc (T - t₀)

لذلك هذا الشكل المعاد كتابته من المعادلة يجعل من السهل العثور على درجة الحرارة الأولية. يمكنك سد العجز في جميع القيم الأخرى التي تعطى لك ، ثم حل ل₀.

على سبيل المثال: لنفترض أنك قمت بإضافة 75.0 جول من الطاقة إلى 2.0 جرام من الماء ، مما رفع درجة حرارته إلى 87 درجة مئوية. حرارة المياه المحددة هي 4.184 جول / غرام درجة مئوية. ما هي درجة حرارة الماء الأولية؟

قم بتوصيل القيم المعطاة في المعادلة الخاصة بك:

75.o J = 2.0 غرام × (4.184 J / g ° C) × (87 ° C - t₀).

تبسيط:

75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t₀).

8.96 درجة مئوية = (87 درجة مئوية - ر₀)

78 درجة مئوية = ر₀.

حرارة محددة وتغييرات المرحلة

هناك استثناء واحد مهم أن نأخذ في الاعتبار. لا تعمل معادلة الحرارة المحددة أثناء تغيير الطور ، على سبيل المثال ، من سائل إلى غاز أو صلب إلى سائل. هذا لأن كل الطاقة الإضافية التي يتم ضخها يتم استخدامها لتغيير الطور ، وليس لزيادة درجة الحرارة. لذلك تظل درجة الحرارة ثابتة خلال تلك الفترة ، مما يؤدي إلى التخلص من العلاقة بين الطاقة ودرجة الحرارة والحرارة المحددة في هذه الحالة.