Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Mikä on ero lämmön ja lämpötilan välillä?
- Yksinkertainen muutos lämpötilalaskelmissa
- Lämpötilan muutoksen laskeminen lämmönsiirrosta
Termodynamiikka on fysiikan ala, joka liittyy lämpötilan, lämmön ja viime kädessä energiansiirtoon. Vaikka termodynamiikkalakeja voi olla vähän hankala noudattaa, ensimmäinen termodynamiikkalaki on yksinkertainen suhde tehdyn työn, lisätyn lämmön ja aineen sisäisen energian muutoksen välillä. Jos joudut laskemaan lämpötilan muutos, se on joko yksinkertainen prosessi vähentää vanha lämpötila uudesta tai se voi sisältää ensimmäisen lain, lämmönä lisätyn energian määrän ja aineen ominaisen lämpökapasiteetin kysymys.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Yksinkertainen lämpötilan muutos lasketaan vähentämällä lopullinen lämpötila alkuperäisestä lämpötilasta. Saatat joutua muuntamaan Fahrenheitistä Celsiukseksi tai päinvastoin, mitä voit tehdä kaavalla tai online-laskurilla.
Kun kyseessä on lämmönsiirto, käytä tätä kaavaa: lämpötilan muutos = Q / cm laskeaksesi lämpötilan muutoksen tietystä lisätyn lämmön määrästä. Q edustaa lisättyä lämpöä, C on lämmitettävän aineen ominaislämpökapasiteetti ja m on kuumennettavan aineen massa.
Mikä on ero lämmön ja lämpötilan välillä?
Lämpötilan laskentaan tarvittava tärkein taustatieto on lämmön ja lämpötilan välinen ero. Aineen lämpötila on jotain jokapäiväistä elämääsi tuttua. Se on lämpömittarilla mitattu määrä. Tiedät myös, että aineiden kiehumispisteet ja sulamispisteet riippuvat niiden lämpötilasta. Todellisuudessa lämpötila on aineen sisäisen energian mitta, mutta kyseisellä tiedolla ei ole merkitystä lämpötilan muutoksen selvittämisessä.
Lämpö on vähän erilainen. Tämä on termi energian siirtämiselle lämpösäteilyn kautta. Termodynamiikan ensimmäisen lain mukaan energian muutos on yhtä suuri kuin lisätyn lämmön ja tehdyn työn summa. Toisin sanoen voit antaa jotain enemmän energiaa lämmittämällä sitä (siirtämällä lämpöä sille) tai liikuttamalla tai sekoittamalla sitä (tekemällä työtä sen hyväksi).
Yksinkertainen muutos lämpötilalaskelmissa
Yksinkertaisin lämpötilalaskenta, joka sinun on mahdollisesti tehtävä, sisältää aloitus- ja viimeistelylämpötilan eron selvittämisen. Tämä on helppoa. Vähennä lopullinen lämpötila aloituslämpötilasta löytääksesi ero. Joten jos jokin alkaa lämpötilasta 50 astetta ja loppuu 75 asteeseen, lämpötilan muutos on 75 astetta - 50 astetta = 25 astetta. Lämpötilan laskiessa tulos on negatiivinen.
Suurin haaste tämän tyyppiselle laskelmalle on, kun joudut tekemään lämpötilan muuntamisen. Molempien lämpötilojen on oltava joko Fahrenheit tai Celsius. Jos sinulla on yksi jokaisesta, muunna yksi niistä. Jos haluat siirtyä Fahrenheitistä Celsiukseen, vähennä 32 summasta Fahrenheit, kerro tulos 5 ja jaa se sitten yhdellä 9. Muuntaaksesi Celsiusista Fahrenheit, kerro ensin summa 9: llä, jaa sitten se 5: llä ja lopuksi lisää tulokseen 32. Vaihtoehtoisesti voit käyttää vain online-laskinta.
Lämpötilan muutoksen laskeminen lämmönsiirrosta
Jos teet monimutkaisemman lämmönsiirron aiheuttavan ongelman, lämpötilan muutoksen laskeminen on vaikeampaa. Tarvitset kaavan:
Lämpötilan muutos = Q / cm
Missä Q on lisätty lämpö, C on aineen ominaislämpökapasiteetti, ja m on kuumennettavan aineen massa.Lämpö annetaan jouleina (J), ominaislämpökapasiteetti on määrä jouleina kilogrammaa kohti (tai grammaa) ° C ja massa on kilogrammoina (kg) tai grammoina (g). Veden ominaislämpökapasiteetti on vajaa 4,2 J / g ° C, joten jos nostat 100 g veden lämpötilaa käyttämällä 4 200 J lämpöä, saat:
Lämpötilan muutos = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C x 100 g) = 10 ° C
Veden lämpötila nousee 10 astetta C. Ainoa asia, joka sinun on muistettava, on se, että sinun on käytettävä tasaisia yksiköitä massaa varten. Jos sinulla on tietty lämpökapasiteetti J / g ° C, tarvitset aineen massan grammoina. Jos sinulla on J / kg ° C, tarvitset aineen massan kilogrammoina.