Capacitatea de căldură măsoară cantitatea de energie care trebuie adăugată unui obiect pentru a-l face mai cald cu un grad. Capacitatea de căldură a unui obiect se găsește folosind o formulă simplă - prin împărțirea cantității de energie termică furnizată de schimbarea temperaturii pentru a determina cantitatea de energie necesară pe grad. Fiecare material din această lume are o capacitate termică diferită. (Sursa: Cartea de fizică standard clasa 10)
Formulă: Capacitatea de căldură = (dată de energia termică) / (creșterea temperaturii)
Etapa
Metoda 1 din 2: Calcularea capacității de căldură a unui obiect
Pasul 1. Cunoașteți formula pentru capacitatea de căldură
Capacitatea termică a unui obiect poate fi calculată prin împărțirea cantității de energie termică furnizată (E) la modificarea temperaturii (T). Ecuația este: Capacitate termică = E / T.
- Exemplu: Energia necesară pentru a încălzi un bloc la 5 grade Celsius este de 2000 Jouli - care este capacitatea de căldură a blocului?
- Capacitate termică = E / T
- Capacitate termică = 2000 Joule / 5˚C
- Capacitate termică = 400 Jouli pe grad Celsius (J / ˚C)
Pasul 2. Căutați schimbarea temperaturii
De exemplu, dacă vreau să știu capacitatea de căldură a unui bloc și știu că este nevoie de 60 de juli pentru a crește temperatura blocului de la 8 grade la 20 de grade, trebuie să știu diferența dintre cele două temperaturi pentru a obține căldura capacitate. Deoarece 20 - 8 = 12, temperatura blocului se schimbă cu 12 grade. Prin urmare:
- Capacitate termică = E / T
- Capacitatea de căldură a blocului = 60 Joules / (20˚C - 8˚C)
- 60 Joule / 12˚C
- Capacitatea de căldură a blocului = 5 J / ˚C
Pasul 3. Adăugați unitățile corecte la răspunsul dvs. pentru a-i da sens
O capacitate termică de 300 nu înseamnă nimic dacă nu știți cum este măsurată. Capacitatea de căldură este măsurată de energia necesară pe grad. Deci, dacă măsurăm energia în Jouli și schimbarea temperaturii în Celsius, răspunsul final ar fi „câte Jouli sunt necesari pe grad Celsius. Prin urmare, vom prezenta răspunsul nostru ca 300 J / ˚C, sau 300 Jouli pe grad Celsius.
Dacă măsurați energia termică în calorii și temperatură în Kelvin, răspunsul dvs. final este de 300 Cal / K
Pasul 4. Știți că această ecuație funcționează și pentru obiectele care se răcesc
Când un obiect devine mai rece cu două grade, pierde exact aceeași cantitate de căldură ca și pentru a deveni mai cald cu 2 grade. Astfel, dacă vă întrebați „Care este capacitatea de căldură a unui obiect dacă pierde 50 Jouli de energie și temperatura acestuia scade cu 5 grade Celsius”, puteți folosi această ecuație:
- Capacitate termică: 50 J / 5˚C
- Capacitate termică = 10 J / ˚C
Metoda 2 din 2: Utilizarea căldurii specifice a materiei
Pasul 1. Știți că căldura specifică se referă la energia necesară pentru a crește temperatura unui gram dintr-un obiect cu un grad
Când căutați capacitatea de căldură a unei unități de materie (1 gram, 1 uncie, 1 kilogram etc.), ați căutat căldura specifică a acestui obiect. Căldura specifică indică cantitatea de energie necesară pentru a crește temperatura fiecărei unități a unui obiect cu un grad. De exemplu, pentru a crește temperatura de 1 gram de apă cu 1 grad Celsius este nevoie de 0,417 Joule de energie. Deci, căldura specifică a apei este de 0,417 J / ˚C pe gram.
Căldura specifică a unui material este constantă. Aceasta înseamnă că toată apa pură are aceeași căldură specifică, care este 0,417 J / ˚C
Pasul 2. Folosiți formula capacității de căldură pentru a găsi căldura specifică a unui material
Găsirea căldurii specifice este ușoară, adică împărțiți răspunsul final la masa obiectului. Rezultatele arată câtă energie este necesară pentru fiecare bucată de obiect, cum ar fi numărul de jouli necesari pentru a schimba temperatura unui singur gram de gheață.
- Exemplu: "Am 100 de grame de gheață. Pentru a crește temperatura gheții cu 2 grade Celsius este nevoie de 406 Jouli - care este căldura specifică a gheții?" '
- Capacitate de încălzire pentru 100 g gheață = 406 J / 2˚C
- Capacitate de căldură pentru 100 g gheață = 203 J / ˚C
- Capacitate de căldură pentru 1 g de gheață = 2,03 J / ˚C per gram
- Dacă sunteți confuz, gândiți-vă în acest fel - pentru a crește temperatura cu un grad pentru fiecare gram de gheață este nevoie de 2,03 Jouli. Deci, dacă avem 100 de grame de gheață, avem nevoie de 100 de ori mai mulți Jouli pentru a încălzi totul.
Pasul 3. Folosiți căldură specifică pentru a găsi energia necesară pentru a ridica temperatura materialului la orice temperatură
Căldura specifică a materiei indică cantitatea de energie necesară pentru a crește temperatura unei unități de materie (de obicei 1 gram) cu un grad. Pentru a găsi căldura necesară pentru a ridica temperatura oricărui obiect la orice temperatură, înmulțim pur și simplu toate părțile. Energie necesară = Masă x Căldură specifică x Modificare a temperaturii. Răspunsul este întotdeauna în unități de energie, cum ar fi Joule.
- Exemplu: „Dacă căldura specifică a aluminiului este de 0,902 Jouli pe gram, câți Jouli sunt necesari pentru a crește temperatura a 5 grame de aluminiu cu 2 grade Celsius?
- Energie necesară = 5 g x 0,902 J / g˚C x 2˚C
- Energie necesară = 9,02 J
Pasul 4. Cunoașteți căldurile specifice ale materialelor comune
Pentru a vă ajuta să practicați, studiați căldurile specifice comune, pe care le puteți vedea la un examen sau puteți apărea în viața reală. Ce poți învăța din asta? De exemplu, rețineți că căldura specifică a metalului este mult mai mică decât cea a lemnului - acesta este motivul pentru care lingurile metalice se încălzesc mai repede decât lemnul dacă sunt lăsate într-o ceașcă de ciocolată fierbinte. O căldură specifică mai mică înseamnă că un obiect se încălzește mai repede.
- Apă: 4, 179 J / g˚C
- Aer: 1,01 J / g˚C
- Lemn: 1,76 J / g˚C
- Aluminiu: 0,902 J / g˚C
- Aur: 0,129 J / g˚C
- Fier: 0,450 J / g˚C
sfaturi
- Unitatea internațională (SI) de capacitate termică este Jouli pe Kelvin, nu doar Jouli
- Modificarea temperaturii este reprezentată de o unitate de temperatură delta în loc de doar o unitate de temperatură (să zicem: 30 Delta K în loc de doar 30K)
- Energia (căldura) trebuie să fie în Jouli (SI) [Recomandat]
