Soojusmahtuvus mõõdab energia hulka, mis tuleb objektile ühe kraadi võrra soojemaks lisada. Objekti soojusmahtuvus leitakse lihtsa valemi abil - jagades soojusenergia koguse temperatuurimuutusega, et määrata kraadile vajalik energiakogus. Igal materjalil siin maailmas on erinev soojusmahtuvus. (Allikas: 10. klassi standardfüüsika raamat)
Valem: Soojusmahtuvus = (antud soojusenergia) / (temperatuuri tõus)
Samm
Meetod 1: 2: objekti soojusmahu arvutamine
Samm 1. Tea soojusmahtuvuse valemit
Objekti soojusmahtu saab arvutada, jagades tarnitud soojusenergia koguse (E) temperatuurimuutusega (T). Võrrand on järgmine: Soojusmahtuvus = E/T.
- Näide: ploki soojendamiseks 5 kraadini Celsiuse järgi kuluv energia on 2000 džauli - milline on ploki soojusmahtuvus?
- Soojusmahtuvus = E/T.
- Soojusmahtuvus = 2000 džauli / 5˚C
- Soojusmahtuvus = 400 džauli Celsiuse kraadi kohta (J/˚C)
Samm 2. Otsige temperatuuri muutust
Näiteks kui ma tahan teada ploki soojusmahtuvust ja tean, et ploki temperatuuri tõstmiseks 8 kraadilt 20 kraadini kulub 60 džauli, pean ma soojuse saamiseks teadma kahe temperatuuri erinevust. võimsus. Kuna 20 - 8 = 12, muutub ploki temperatuur 12 kraadi võrra. Seetõttu:
- Soojusmahtuvus = E/T.
- Ploki soojusmahtuvus = 60 džauli / (20˚C - 8˚C)
- 60 džauli / 12 ° C
- Ploki soojusmahtuvus = 5 J/˚C
Samm 3. Lisage oma vastusele õiged ühikud, et anda sellele tähendus
Soojusmahtuvus 300 ei tähenda midagi, kui te ei tea, kuidas seda mõõdetakse. Soojusmahtuvust mõõdetakse ühe kraadi kohta vajaliku energiaga. Seega, kui mõõta energiat džaulides ja temperatuurimuutusi Celsiuse järgi, oleks lõplik vastus „kui palju džoule on vaja ühe kraadi Celsiuse järgi. Seetõttu esitame oma vastuse 300 J/˚C või 300 džauli Celsiuse kraadi kohta.
Kui mõõdate soojusenergiat kalorites ja temperatuuri Kelvinis, on teie lõplik vastus 300 Cal/K
Samm 4. Tea, et see võrrand töötab ka jahutavate objektide puhul
Kui objekt muutub kaks kraadi külmemaks, kaotab see täpselt sama palju soojust, kui kuluks 2 kraadi soojemaks muutmiseks. Seega, kui te küsite: "Mis on objekti soojusmahtuvus, kui see kaotab 50 džauli energiat ja selle temperatuur langeb 5 kraadi Celsiuse järgi", võite siiski kasutada seda võrrandit:
- Soojusmahtuvus: 50 J/ 5˚C
- Soojusmahtuvus = 10 J/˚C
Meetod 2/2: aine erisoojuse kasutamine
Samm 1. Tea, et erisoojus viitab energiale, mis on vajalik ühe grammi objekti temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra
Kui otsite aineühiku (1 gramm, 1 unts, 1 kilogramm jne) soojusmahtuvust, olete otsinud selle objekti erisoojust. Erisoojus näitab energiakogust, mis on vajalik objekti iga ühiku temperatuuri ühe kraadi tõstmiseks. Näiteks 1 grammi vee temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi Celsiuse järgi on vaja 0,417 džauli energiat. Seega on vee erisoojus 0,417 J/˚C grammi kohta.
Materjali erisoojus on konstantne. See tähendab, et kogu puhas vesi on sama erisoojusega, mis on 0,417 J/˚C
Etapp 2. Materjali erisoojuse leidmiseks kasutage soojusmahtuvuse valemit
Spetsiifilise soojuse leidmine on lihtne, st jagage lõplik vastus objekti massiga. Tulemused näitavad, kui palju energiat kulub iga eseme jaoks, näiteks džaulide arv, mis on vajalik vaid ühe grammi jää temperatuuri muutmiseks.
- Näide: "Mul on 100 grammi jääd. Jää temperatuuri tõstmiseks 2 kraadi Celsiuse järgi kulub 406 džauli - milline on jää erisoojus?"
- Soojusvõimsus 100 g jää jaoks = 406 J/ 2˚C
- Soojusvõimsus 100 g jää jaoks = 203 J/˚C
- Soojusvõimsus 1 g jää jaoks = 2,03 J/˚C grammi kohta
- Kui olete segaduses, mõelge sellele nii - temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra iga jäägrammi kohta kulub 2,03 džauli. Seega, kui meil on 100 grammi jääd, vajame selle soojendamiseks 100 korda rohkem džoule.
Samm 3. Kasutage spetsiifilist soojust, et leida energia, mis on vajalik materjali temperatuuri tõstmiseks mis tahes temperatuurini
Aine erisoojus näitab energiahulka, mis on vajalik ühe aineühiku (tavaliselt 1 grammi) temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra. Et leida soojust, mis on vajalik mis tahes objekti temperatuuri tõstmiseks mis tahes temperatuurini, korrutame lihtsalt kõik osad. Vajalik energia = mass x erisoojus x temperatuuri muutus. Vastus on alati energiaühikutes, näiteks džaulides.
- Näide: "Kui alumiiniumi erisoojus on 0,902 džauli grammi kohta, siis mitu džauli on vaja 5 grammi alumiiniumi temperatuuri tõstmiseks 2 kraadi võrra?
- Vajalik energia = 5 g x 0,902 J/g˚C x 2˚C
- Vajalik energia = 9,02 J
Samm 4. Teadke tavaliste materjalide erisoojusi
Harjutamise hõlbustamiseks uurige tavalisi erisoojendusi, mida saate eksamil näha või päriselus ilmuda. Mida saate sellest õppida? Näiteks pange tähele, et metalli erisoojus on palju väiksem kui puidu oma - see on põhjus, miks metalllusikad kuumenevad kiiremini kui puit, kui need jätta tassi kuuma šokolaadi. Väiksem erisoojus tähendab, et objekt soojeneb kiiremini.
- Vesi: 4, 179 J/g˚C
- Õhk: 1,01 J/g˚C
- Puit: 1,76 J/g˚C
- Alumiinium: 0,902 J/g˚C
- Kuld: 0,129 J/g˚C
- Raud: 0,450 J/g˚C
Näpunäiteid
- Rahvusvaheline (SI) soojusmahtuvuse ühik on džaulid Kelvini kohta, mitte ainult džaulid
- Temperatuuri muutust tähistab temperatuuriühiku asemel delta temperatuuriühik (ütleme: 30 Delta K vaid 30 K asemel)
- Energia (soojus) peab olema džaulides (SI) [soovitatav]
