Η ειδική θερμότητα είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την αύξηση ενός βαθμού Κελσίου ενός γραμμαρίου μιας καθαρής ουσίας. Η ειδική θερμότητα μιας ουσίας εξαρτάται από τη μοριακή δομή και φάση της. Η ανακάλυψη συγκεκριμένης θερμότητας αναβίωσε τη μελέτη της θερμοδυναμικής, τη μελέτη των αλλαγών ενέργειας μέσω της θερμότητας και το έργο ενός συστήματος. Η συγκεκριμένη θερμότητα και θερμοδυναμική χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημεία, την πυρηνική μηχανική και την αεροδυναμική, καθώς και στην καθημερινή ζωή σε καλοριφέρ αυτοκινήτων και συστήματα ψύξης. Αν θέλετε να μάθετε πώς να υπολογίζετε συγκεκριμένη θερμότητα, απλώς ακολουθήστε αυτά τα βήματα.
Βήμα
Μέθοδος 1 από 2: Εκμάθηση των βασικών
Βήμα 1. Κατανοήστε τους όρους που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό συγκεκριμένων θερμότητας
Είναι σημαντικό να κατανοήσετε τους όρους που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό συγκεκριμένων θερμοτήτων πριν μάθετε τον τύπο για συγκεκριμένες θερμότητες. Πρέπει να ξέρετε πώς να διακρίνετε τα σύμβολα κάθε όρου και να κατανοείτε τη σημασία τους. Ακολουθούν ορισμένοι όροι που χρησιμοποιούνται συχνά σε εξισώσεις για τον υπολογισμό της συγκεκριμένης θερμότητας μιας ουσίας:
-
Το δέλτα, ή το σύμβολο, αντιπροσωπεύει μια αλλαγή σε μια μεταβλητή.
Για παράδειγμα, εάν η αρχική σας θερμοκρασία (T1) είναι 150ºC και η δεύτερη θερμοκρασία σας (T2) είναι 20ºC, τότε το T ή η μεταβολή της θερμοκρασίας αντιπροσωπεύει 150ºC - 20ºC ή 130ºC
- Η μάζα του υλικού συμβολίζεται με m.
- Η ποσότητα θερμότητας συμβολίζεται με Q. Η ποσότητα θερμότητας συμβολίζεται με μονάδες J ή Joule.
- T είναι η θερμοκρασία της ουσίας.
- Η ειδική θερμότητα συμβολίζεται με CΠ.
Βήμα 2. Μελετήστε τις εξισώσεις για συγκεκριμένες θερμότητες
Εάν είστε εξοικειωμένοι με τους όρους που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της συγκεκριμένης θερμότητας, θα πρέπει να μελετήσετε την εξίσωση για να βρείτε τη συγκεκριμένη θερμότητα μιας ουσίας. Ο τύπος είναι: ντοΠ = Q/mΔT.
-
Μπορείτε να αλλάξετε αυτόν τον τύπο εάν θέλετε να βρείτε την αλλαγή στη θερμότητα αντί για συγκεκριμένη θερμότητα. Ο τύπος θα μοιάζει με αυτόν:
Q = mCΠΤ
Μέθοδος 2 από 2: Υπολογισμός Ειδικής Θερμότητας
Βήμα 1. Μελετήστε τις εξισώσεις
Πρώτον, πρέπει να δείτε την εξίσωση για να μάθετε τι πρέπει να κάνετε για να βρείτε τη συγκεκριμένη θερμότητα. Ρίξτε μια ματιά σε αυτό το πρόβλημα: Βρείτε τη συγκεκριμένη θερμότητα 350 g μιας άγνωστης ουσίας εάν της δοθεί θερμότητα 34.700 Joules και η θερμοκρασία της ανεβαίνει από 22ºC στους 173ºC χωρίς αλλαγή φάσης.
Βήμα 2. Γράψτε τους γνωστούς και άγνωστους παράγοντες
Εάν καταλαβαίνετε ήδη το πρόβλημα, μπορείτε να γράψετε τις γνωστές και άγνωστες μεταβλητές για να γνωρίζετε καλύτερα τι κάνετε. Δείτε πώς να το κάνετε:
- m = 350 g
- Q = 34.700 Joule
- T = 173ºC - 22ºC = 151ºC
- ντοΠ = άγνωστο
Βήμα 3. Συνδέστε τους γνωστούς παράγοντες στην εξίσωση
Γνωρίζετε ήδη την τιμή όλων των μεταβλητών εκτός από το CΠ, οπότε πρέπει να συνδέσετε τις άλλες τιμές στην αρχική εξίσωση και να βρείτε το CΠ Δείτε πώς το κάνετε:
- Αρχική εξίσωση: ντοΠ = Q/mΔT
- c = 34.700 J/(350 g x 151ºC)
Βήμα 4. Λύστε την εξίσωση
Δεδομένου ότι έχετε ήδη λάβει υπόψη τους γνωστούς παράγοντες στην εξίσωση, χρησιμοποιήστε απλή αριθμητική για να την λύσετε. Η ειδική θερμότητα, ή το τελικό προϊόν, είναι 0,65657521286 J/(g x C).
- ντοΠ = 34.700 J/(350 g x 151 ºC)
- ντοΠ = 34.700 J/(52850 g x C)
- ντοΠ = 0, 65657521286 J/(g x C)
Συμβουλές
- Η μονάδα SI (International System) για συγκεκριμένη θερμότητα είναι Joule ανά βαθμό Κελσίου ανά γραμμάριο.
- Το μέταλλο θερμαίνεται γρηγορότερα από το νερό λόγω της χαμηλής ειδικής θερμότητάς του.
- Μερικές φορές τα θερμιδομέτρα χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά θερμότητας όταν συμβαίνει φυσική ή χημική αλλαγή.
- Όταν ψάχνετε για συγκεκριμένες θερμότητες, διαγράψτε τις μονάδες που μπορούν να διαγραφούν.
- Μπορείτε να αναζητήσετε διαδικτυακές ειδικές θερμότητες για πολλά αντικείμενα για να ελέγξετε την εργασία σας.
- Η μεταβολή της θερμοκρασίας σε υλικά που έχουν χαμηλή ειδική θερμότητα είναι μεγαλύτερη από ό, τι για άλλα υλικά, αν όλα τα άλλα πράγματα είναι ίσα.
- Μάθετε τον τύπο για την εύρεση της συγκεκριμένης θερμότητας ενός φαγητού. ντοΠ = 4,180 x w + 1,711 x p + 1,928 x f + 1,547 x c + 0, 908 x a είναι η εξίσωση που χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό της συγκεκριμένης θερμότητας των τροφίμων όπου w είναι το ποσοστό νερού στο φαγητό, p είναι το ποσοστό πρωτεΐνης στο φαγητό, f είναι το ποσοστό λίπους στο φαγητό, c είναι το ποσοστό των υδατανθράκων στο τροφή, και α είναι το ποσοστό των μετάλλων στα τρόφιμα. Αυτή η εξίσωση λαμβάνει υπόψη την αναλογία μάζας (x) όλων των συστατικών στο φαγητό. Ο υπολογισμός της ειδικής θερμότητας γράφεται σε μονάδες kJ/(kg-K).
