Jak vypočítat tepelnou kapacitu: 8 kroků (s obrázky)

Obsah:

Jak vypočítat tepelnou kapacitu: 8 kroků (s obrázky)
Jak vypočítat tepelnou kapacitu: 8 kroků (s obrázky)

Video: Jak vypočítat tepelnou kapacitu: 8 kroků (s obrázky)

Video: Jak vypočítat tepelnou kapacitu: 8 kroků (s obrázky)
Video: TOP 4 LIDÉ Z BUDOUCNOSTI, KTEŘÍ NÁS PŘIŠLI VAROVAT 2024, Březen
Anonim

Tepelná kapacita měří, kolik energie potřebujete k něčemu přidat, aby bylo o jeden stupeň teplejší. Nalezení tepelné kapacity něčeho spočívá na jednoduchém vzorci - stačí rozdělit množství tepelné energie dodávané změnou teploty a určit, kolik energie bylo na stupeň potřeba. Každý materiál na světě má jinou tepelnou kapacitu. (Zdroj: Kniha Standard 10 Physics)

Vzorec: Tepelná kapacita = (dodávaná tepelná energie) / (nárůst teploty)

Kroky

Metoda 1 ze 2: Výpočet tepelné kapacity objektu

Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 1
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 1

Krok 1. Znát vzorec tepelné kapacity

Tepelnou kapacitu objektu lze vypočítat vydělením množství dodané tepelné energie (E) odpovídající změnou teploty (T). Naše rovnice je: Tepelná kapacita = E / T.

  • Příklad: Zahřátí bloku o 5 stupňů Celsia vyžaduje 2000 joulů energie - jaká je tepelná kapacita bloku?
  • Tepelná kapacita = E / T
  • Tepelná kapacita = 2000 joulů / 5 C.
  • Tepelná kapacita = 400 Joulů na stupeň Celsia (J/C)
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 2
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 2

Krok 2. Najděte rozdíl teplot pro změny o několik stupňů

Pokud například chci znát tepelnou kapacitu bloku a vím, že ke zvýšení teploty bloku z 8 stupňů na 20 stupňů je potřeba 60 joulů, potřebuji znát rozdíl mezi těmito dvěma teplotami, abych získal teplo. kapacita. Od 20 - 8 = 12 se teplota bloku změnila o 12 stupňů. Proto:

  • Tepelná kapacita = E / T
  • Tepelná kapacita bloku = 60 joulů / (20C - 8C)
  • 60 joulů / 12 C.
  • Tepelná kapacita bloku = 5 J/C
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 3
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 3

Krok 3. Přidejte do své odpovědi příslušné jednotky, aby to mělo smysl

Tepelná kapacita 300 neznamená nic, pokud nevíte, jak byla měřena. Tepelná kapacita se měří energií potřebnou na stupeň. Pokud tedy změříme energii v joulech a změnu teploty ve stupních Celsia, naše konečná odpověď bude představovat, kolik Joulů jsme na stupeň Celsia potřebovali. Naši odpověď bychom tedy reprezentovali jako 300 J/C nebo 300 Joulů na stupeň Celsia.

Pokud měříte tepelnou energii v kaloriích a teplotu v Kelvinech, vaše konečná odpověď by byla 300 C/K

Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 4
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 4

Krok 4. Vězte, že tato rovnice funguje i pro chlazení objektů

Když se něco stane o dva stupně chladnějším, ztratí přesně stejné množství tepla, jaké by získalo, aby se stalo o 2 stupně teplejším. Pokud se vás tedy zeptá „Jaká je tepelná kapacita předmětu, pokud ztratí 50 Joulů energie a klesne o 5 stupňů Celsia“, můžete stále použít naši rovnici:

  • Tepelná kapacita: 50J / 5C
  • Tepelná kapacita = 10 J/C

Metoda 2 ze 2: Použití specifického tepla materiálu

Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 5
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 5

Krok 1. Vězte, že specifické teplo se týká energie potřebné ke zvýšení jednoho gramu o jeden stupeň

Když zjistíte tepelnou kapacitu jedné jednotky něčeho (1 gram, 1 unce, 1 kilogram atd.), Zjistili jste specifické teplo tohoto objektu. Specifické teplo vám řekne množství energie potřebné ke zvýšení každé jednotky o jeden stupeň. Například ke zvýšení 1 gramu vody o 1 stupeň Celsia je zapotřebí 0,417 joulů. Specifické teplo vody je 0,417 J/C na gram.

Měrné teplo materiálu je konstantní. To znamená, že veškerá čistá voda má stejné specifické teplo- 0,417 J/C

Vypočítejte tepelnou kapacitu, krok 6
Vypočítejte tepelnou kapacitu, krok 6

Krok 2. Pomocí vzorce tepelné kapacity najděte specifické teplo materiálu

Nalezení je snadné, svou konečnou odpověď jednoduše vydělte hmotností předmětu. To vám řekne, kolik energie bylo potřeba pro každý kousek objektu, například kolik joulů změní teplotu v jednom gramu ledu.

  • Příklad: "Mám 100 gramů ledu. Ke zvýšení teploty ledu o 2 stupně Celsia je potřeba 406 joulů- jaké je specifické teplo ledu?" '
  • Tepelná kapacita na 100 g ledu = 406J / 2C
  • Tepelná kapacita na 100 g ledu = 203 J/C
  • Tepelná kapacita na 1 g ledu = 2,03 J/C na gram
  • Pokud jste zmatení, přemýšlejte o tom takto - ke zvýšení každého gramu ledu o jeden stupeň je zapotřebí 2,03 Joulů. Pokud tedy máme 100 gramů ledu, potřebujeme 100krát tolik Joulů, abychom to všechno zahřáli.
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 7
Vypočítejte tepelnou kapacitu Krok 7

Krok 3. Pomocí specifického tepla najděte energii potřebnou ke zvýšení jakéhokoli materiálu na jakoukoli teplotu

Specifické teplo materiálu vám řekne, kolik energie je potřeba ke zvýšení jedné jednotky (obvykle 1 gram) o jeden stupeň. Abychom našli teplo potřebné ke zvýšení jakéhokoli předmětu na jakoukoli teplotu, jednoduše všechny části rozmnožíme dohromady. Potřebná energie = hmotnost x specifické teplo x změna teploty.

Odpověď je vždy ve vaší jednotce energie, jako jsou Jouly.

  • Příklad: „Pokud je měrné teplo hliníku 0,902 Joulů na gram, kolik Joulů je zapotřebí k vyzvednutí 5 gramů hliníku o 2 stupně Celsia?
  • Potřebná energie = 5 g x 0,902 J/C x 2 C.
  • Potřebná energie = 9,2 J
Vypočítejte tepelnou kapacitu, krok 8
Vypočítejte tepelnou kapacitu, krok 8

Krok 4. Znát specifické teplo běžných materiálů

Chcete -li si procvičit, naučte se běžná specifická vedra, která byste mohli vidět na testu nebo na setkání v reálném životě. Co se od nich můžete naučit? Všimněte si například, že měrné teplo kovů je mnohem nižší než dřevo - proto se kovová lžíce zahřeje rychleji než dřevo, pokud ji necháte v horkém šálku čokolády. Nižší specifické teploty znamenají, že se předmět zahřívá rychleji.

  • Voda: 4,179 J/C
  • Vzduch: 1,01 J/C
  • Dřevo: 1,76
  • Hliník: 0,902 J/C
  • Zlato: 0,129 J/C
  • Železo: 0,450

Video - Používáním této služby mohou být některé informace sdíleny s YouTube

Tipy

  • Jednotka tepelné kapacity SI je Jouly na Kelviny, nejen Jouly
  • Změna teploty je reprezentována delta jednotkovou teplotou nejen jednotkovou teplotou (řekněme: 30 Delta K ne jen 30K)
  • Teplo (energie) musí být v Joule (S. I.) [Doporučeno]

Doporučuje: