Calculați capacitatea de încălzire

Capacitatea termică a unui material descrie cât de multă energie trebuie să cheltuiți pentru a crește temperatura cu un grad. Pentru calcul se folosește o formulă simplă - pur și simplu împărțiți energia termică furnizată de schimbările de temperatură obținute pentru a determina cât de multă energie este necesară pe un grad. Capacitatea termică diferă de la material la material. (Sursa: manualul fizicii clasa a 10-a)
formula: Capacitatea de căldură = (energia termică furnizată) / (creșterea temperaturii)

metodă

Metoda 1
Calculul capacității termice a unui obiect

Imaginea intitulată Calculați capacitatea de încălzire Pasul 1
1
Cunoașteți formula pentru calcularea capacității de căldură. Capacitatea termică a unui obiect poate fi calculată prin împărțirea energiei termice furnizate (E) la creșterea corespunzătoare a temperaturii (T). Proiectul de lege arată astfel: Capacitatea de căldură = E / T.
  • Exemplu: Trebuie să cheltuiți 2000 de jouli de energie pentru a încălzi un cub cu 5 grade Celsius - care este capacitatea de căldură a acestui cub?
  • Capacitatea de căldură = E / T
  • Capacitatea de căldură = 2000 Jouli / 5 C
  • Capacitatea de căldură = 400 jouli pe grad Celsius (J / C)
  • Imaginea intitulată Calculați capacitatea de încălzire Pasul 2
    2
    Determinați diferența de temperatură cu o creștere de câteva grade Celsius. Deci, dacă vrem să calculeze capacitatea calorică a cubului și știu că trebuie să-și petreacă 60 de jouli pentru a ridica temperatura cubului de la 8 la 20 de grade Celsius, atunci avem nevoie pentru formula noastră mai întâi diferența de temperatură. Din 20 - 8 = 12, cubul sa încălzit cu 12 grade. Rezultă:
  • Capacitatea de căldură = E / T
  • Capacitatea de căldură a cubului = 60 jouli / (20C - 8C)
  • 60 jouli / 12C
  • Capacitatea de căldură a cubului = 5 J / C
  • Imaginea intitulată
    3
    Dați unitățile corecte. O capacitate de căldură de 300 nu este semnificativă decât dacă știți cum a fost măsurată. Capacitatea termică este dată de energia consumată pe grad. Dacă măsuram energia în jouli și schimbăm temperatura în grade Celsius, întrebarea este câte jouli ai nevoie pentru a încălzi fiecare grad Celsius. În consecință, răspunsul nostru este de 300 J / C sau 300 Jouli pe gradul Celsius.
  • Dacă măsuram energia termică în calorii și temperatura în Kelvin, răspunsul nostru este de 300 C / K.
  • Imaginea intitulată Calculați capacitatea de încălzire Pasul 4
    4
    Acest calcul este valabil și pentru răcirea obiectelor. Când ceva se răcește cu 2 grade, pierde cât de multă căldură câștigă atunci când încălzește 2 grade. Prin urmare, pentru a răspunde la întrebarea "Care este capacitatea de căldură a unui obiect care pierde 50 de jouli de energie și se răcește cu 5 grade Celsius?"
  • Capacitate de căldură: 50J / 5C
  • Capacitatea de căldură = 10 J / C
  • Metoda 2
    Calculați o capacitate de căldură specifică materialului



    Imaginea intitulată
    1
    Capacitatea specifică de căldură a unui material descrie cantitatea de energie necesară pentru a încălzi un gram de material cu un grad. Deci, dacă cunoașteți capacitatea de căldură a unei anumite cantități de material (un gram, o uncie, un kilogram etc.), atunci puteți obține capacitatea specifică de căldură. Capacitatea termică specifică descrie Cantitatea de energie necesară pentru a încălzi o unitate de material cu un grad. „Deci, dacă trebuie să-și petreacă .417 jouli pentru a încălzi un gram de apă cu 1 grad Celsius, rezultă că căldura specifică a apei 0.417 J / C per gram.
    • Capacitatea specifică de căldură a unui material este constantă. Asta înseamnă că apă pură are întotdeauna o capacitate specifică de căldură .417 J / C
  • Imaginea intitulată
    2
    Utilizați formula pentru a calcula capacitatea de căldură pentru a calcula capacitatea specifică de căldură a unui material. Acest lucru este destul de simplu, prin împărțirea capacității determinate de căldură cu masa obiectului. Acest lucru vă arată cât de mult este consumată energia pe fiecare particulă, cum ar fi câte jouli încălzesc temperatura în 1 gram de gheață cu 1 grade Celsius.
  • Exemplu: "Am 100 grame de gheață, aveți nevoie de 406 jouli pentru a ridica temperatura gheții cu 2 grade Celsius - care este capacitatea specifică de căldură a gheții?"
  • Capacitatea de căldură de 100 g gheață = 406J / 2C
  • Capacitatea de căldură de 100 g de gheață = 203 J / C
  • Capacitatea de căldură de 1 g gheață = 2,03 J / C pe gram
  • În cazul în care vă confundă, imaginați-vă faptele după cum urmează: Pentru fiecare gram de gheață trebuie să utilizați 2.03 jouli pentru a crește temperatura cu un grad. Deci, dacă vrem să încălzim 100 de grame de gheață, avem de asemenea nevoie de sute de ori cantitatea de energie.
  • Imaginea intitulată Calculați capacitatea de încălzire Pasul 7
    3
    Utilizați capacitatea specifică de căldură a unui material pentru a determina cât de multă energie este necesară pentru creșterea temperaturii. Capacitatea specifică de căldură vă spune cât trebuie consumată energia pentru a încălzi o unitate de material (de obicei un gram) cu un grad. Pentru a obține cantitatea de energie necesară pentru a încălzi orice obiect până la o anumită temperatură, înmulțim pur și simplu valorile individuale: Energia necesară = masa x capacitatea specifică de căldură x schimbarea temperaturii. Rezultatul este întotdeauna dat în unitatea de măsurare respectivă pentru energie, de ex. B. Joules.
  • Exemplu: „Câți jouli trebuie să cheltuiască până la 5 grame de aluminiu la căldură cu 2 grade Celsius, dacă căldura specifică a aluminiului 0.902 jouli per gram este?
  • Energia necesară = 5g x .902J / C x 2C
  • Energia necesară = 9,2 y
  • Imaginea intitulată
    4
    Cunoașteți capacitatea specifică de căldură a materialelor obișnuite. Pentru a obține puțină practică, ar trebui să vă uitați la capacitatea specifică de căldură a materialelor cu care intri în contact frecvent (fie în teste, fie în viața reală). Ce observi? De exemplu, căldura specifică a metalului este semnificativ mai mică decât cea a lemnului - care este motivul pentru care o lingura de metal, care rămâne după agitare în ceașca de cafea, se încălzește mult mai repede decât una din lemn. O capacitate de căldură specifică mai mică înseamnă că un obiect se încălzește mai repede.
  • Apă: 4,179 J / C
  • Aer: 1,01 Y / C
  • Lemn: 1,76
  • Aluminiu: .902 J / C
  • Aur: .129 J / C
  • Fier: .450
  • Sfaturi

    • Unitatea SI în care este dată capacitatea de căldură este Joule pe Kelvin, nu doar Joule.
    • Schimbarea temperaturii este dată în temperatura unității delta, nu în temperatura unității (adică 30 delta K, nu doar 30 K).
    • Energia termică este dată în jouli (S.I) [recomandat].
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit