Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Hva er forskjellen mellom varme og temperatur?
- Enkel endring i temperaturberegninger
- Beregner temperaturendring fra varmeoverføring
Termodynamikk er det fysikkfeltet som er opptatt av temperatur, varme og til slutt energioverføringer. Selv om termodynamikkens lover kan være litt vanskelige å følge, er den første loven om termodynamikk et enkelt forhold mellom arbeidet som er gjort, tilført varme og endringen i den indre energien til et stoff. Hvis du må beregne en endring i temperatur, er det enten en enkel prosess å trekke den gamle temperaturen fra den nye, eller det kan innebære den første loven, energimengden som er lagt til varme og stoffets spesifikke varmekapasitet i spørsmål.
TL; DR (for lang; ikke lest)
En enkel temperaturendring beregnes ved å trekke den endelige temperaturen fra starttemperaturen. Du må kanskje konvertere fra Fahrenheit til Celsius eller omvendt, noe du kan gjøre ved å bruke en formel eller en online kalkulator.
Når varmeoverføring er involvert, bruk denne formelen: temperaturendring = Q / cm for å beregne temperaturendringen fra en bestemt mengde varme som er tilsatt. Q representerer varmen tilført, c er den spesifikke varmekapasiteten til stoffet du varmer opp, og m er massen av stoffet du varmer opp.
Hva er forskjellen mellom varme og temperatur?
Den viktigste bakgrunnen du trenger for en temperaturberegning er forskjellen mellom varme og temperatur. Temperaturen på et stoff er noe du er kjent med fra hverdagen. Det er mengden du måler med et termometer. Du vet også at kokepunktene og smeltepunktene for stoffer avhenger av deres temperatur. I realiteten er temperatur et mål på den indre energien et stoff har, men den informasjonen er ikke viktig for å utarbeide temperaturendringen.
Varmen er litt annerledes. Dette er en betegnelse for overføring av energi gjennom termisk stråling. Den første loven om termodynamikk sier at energiforandringen tilsvarer summen av den tilførte varmen og det utførte arbeidet. Med andre ord kan du gi mer energi til noe ved å varme det opp (overføre varme til det) eller ved fysisk å bevege det eller røre det (gjøre arbeid med det).
Enkel endring i temperaturberegninger
Den enkleste temperaturberegningen du måtte gjøre, innebærer å regne ut forskjellen mellom en start- og sluttemperatur. Dette er enkelt. Du trekker den endelige temperaturen fra starttemperaturen for å finne forskjellen. Så hvis noe begynner på 50 grader og avsluttes ved 75 grader, så er temperaturen endring 75 grader - 50 grader C = 25 grader C. For temperaturnedgang er resultatet negativt.
Den største utfordringen for denne typen beregninger oppstår når du trenger å gjøre en temperaturkonvertering. Begge temperaturer må være enten Fahrenheit eller Celsius. Hvis du har en av hver, konverterer du en av dem. Hvis du vil bytte fra Fahrenheit til Celsius, trekker du 32 fra beløpet i Fahrenheit, multipliser resultatet med 5, og deler det deretter med 9. For å konvertere fra Celsius til Fahrenheit, multipliserer du først beløpet med 9, deler det deretter med 5, og til slutt legg 32 til resultatet. Alternativt er det bare å bruke en online kalkulator.
Beregner temperaturendring fra varmeoverføring
Hvis du gjør et mer komplisert problem med varmeoverføring, er det vanskeligere å beregne temperaturendringen. Formelen du trenger er:
Endring i temperatur = Q / cm
Hvor Q er varmen tilført, c er stoffets spesifikke varmekapasitet, og m er massen av stoffet du varmer opp.Varmen er gitt i joule (J), den spesifikke varmekapasiteten er en mengde i joule per kilogram (eller gram) ° C, og massen er i kilogram (kg) eller gram (g). Vann har en spesifikk varmekapasitet på i underkant av 4,2 J / g ° C, så hvis du hever temperaturen på 100 g vann ved å bruke 4200 J varme, får du:
Endring i temperatur = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
Vannet øker i temperaturen med 10 grader C. Det eneste du trenger å huske er at du må bruke konsistente enheter for masse. Hvis du har en spesifikk varmekapasitet i J / g ° C, trenger du stoffets masse i gram. Hvis du har det i J / kg ° C, trenger du massen av stoffet i kilogram.