Теплоемкость измеряет количество энергии, которое необходимо добавить объекту, чтобы он стал на один градус теплее. Теплоемкость объекта определяется с помощью простой формулы - делением количества поставляемой тепловой энергии на изменение температуры, чтобы определить количество энергии, требуемой на градус. Каждый материал в этом мире имеет разную теплоемкость. (Источник: стандартная книга по физике 10 класса)
Формула: Теплоемкость = (Заданная тепловая энергия) / (Повышение температуры)
Шаг
Метод 1 из 2: расчет теплоемкости объекта
Шаг 1. Знать формулу теплоемкости
Теплоемкость объекта можно рассчитать, разделив количество поданной тепловой энергии (E) на изменение температуры (T). Уравнение: Теплоемкость = E / T.
- Пример: энергия, необходимая для нагрева блока до 5 градусов Цельсия, составляет 2000 Джоулей - какова теплоемкость блока?
- Теплоемкость = E / T
- Теплоемкость = 2000 Дж / 5˚C
- Теплоемкость = 400 Дж на градус Цельсия (Дж / ˚C)
Шаг 2. Следите за изменением температуры
Например, если я хочу узнать теплоемкость блока и знаю, что для повышения температуры блока с 8 до 20 градусов требуется 60 Джоулей, мне нужно знать разницу между двумя температурами, чтобы получить тепло. емкость. Так как 20 - 8 = 12, температура блока меняется на 12 градусов. Следовательно:
- Теплоемкость = E / T
- Теплоемкость блока = 60 Дж / (20˚C - 8˚C)
- 60 Дж / 12˚C
- Теплоемкость блока = 5 Дж / C
Шаг 3. Добавьте правильные единицы к вашему ответу, чтобы придать ему смысл
Теплоемкость 300 ничего не значит, если вы не знаете, как она измеряется. Теплоемкость измеряется потребляемой энергией на градус. Итак, если мы измеряем энергию в джоулях, а изменение температуры в градусах Цельсия, окончательным ответом будет «сколько джоулей необходимо на градус Цельсия. Поэтому мы представим наш ответ как 300 Дж / C, или 300 Дж на градус Цельсия.
Если вы измеряете тепловую энергию в калориях и температуру в Кельвинах, ваш окончательный ответ - 300 кал / К
Шаг 4. Знайте, что это уравнение работает и для охлаждаемых объектов
Когда объект становится на два градуса холоднее, он теряет ровно столько же тепла, сколько потребуется, чтобы стать на два градуса теплее. Таким образом, если вы спросите: «Какова теплоемкость объекта, если он потеряет 50 Джоулей энергии, а его температура упадет на 5 градусов Цельсия», вы все равно можете использовать это уравнение:
- Тепловая мощность: 50 Дж / 5˚C
- Теплоемкость = 10 Дж / ˚C
Метод 2 из 2: Использование удельной теплоемкости вещества
Шаг 1. Знайте, что удельная теплоемкость относится к энергии, необходимой для повышения температуры одного грамма объекта на один градус
Когда вы ищете теплоемкость единицы вещества (1 грамм, 1 унция, 1 килограмм и т. Д.), Вы искали удельную теплоемкость этого объекта. Удельная теплоемкость указывает количество энергии, необходимое для повышения температуры каждой единицы объекта на один градус. Например, для повышения температуры 1 грамма воды на 1 градус Цельсия требуется 0,417 Джоуля энергии. Таким образом, удельная теплоемкость воды составляет 0,417 Дж / ˚C на грамм.
Удельная теплоемкость материала постоянна. Это означает, что вся чистая вода имеет одинаковую удельную теплоемкость, равную 0,417 Дж / C
Шаг 2. Используйте формулу теплоемкости, чтобы найти удельную теплоемкость материала
Определить удельную теплоемкость несложно, то есть конечный ответ разделите на массу объекта. Результаты показывают, сколько энергии требуется для каждого предмета, например, количество джоулей, необходимое для изменения температуры всего лишь одного грамма льда.
- Пример: «У меня есть 100 граммов льда. Чтобы поднять температуру льда на 2 градуса по Цельсию, требуется 406 Джоулей - какова удельная теплоемкость льда?»
- Теплоемкость на 100 г льда = 406 Дж / 2˚C
- Теплоемкость на 100 г льда = 203 Дж / ˚C
- Теплоемкость для 1 г льда = 2,03 Дж / ˚C на грамм
- Если вы запутались, подумайте об этом так: для повышения температуры на один градус на каждый грамм льда требуется 2,03 Джоуля. Итак, если у нас есть 100 граммов льда, нам нужно в 100 раз больше джоулей, чтобы все его нагреть.
Шаг 3. Используйте удельную теплоемкость, чтобы найти энергию, необходимую для повышения температуры материала до любой температуры
Удельная теплоемкость вещества указывает количество энергии, необходимое для повышения температуры одной единицы вещества (обычно 1 грамм) на один градус. Чтобы найти тепло, необходимое для повышения температуры любого объекта до любой температуры, мы просто умножаем все части. Требуемая энергия = масса x удельная теплоемкость x изменение температуры. Ответ всегда в единицах энергии, например, в джоулях.
- Пример: «Если удельная теплоемкость алюминия составляет 0,902 Дж на грамм, сколько Джоулей необходимо, чтобы повысить температуру 5 граммов алюминия на 2 градуса Цельсия?
- Требуемая энергия = 5 г x 0,902 Дж / г˚C x 2˚C
- Требуемая энергия = 9,02 Дж.
Шаг 4. Узнайте удельную температуру обычных материалов
Чтобы попрактиковаться, изучите общие конкретные заплывы, которые вы можете увидеть на экзамене или увидеть в реальной жизни. Что вы можете извлечь из этого? Например, обратите внимание, что удельная теплоемкость металла намного ниже, чем у дерева, поэтому металлические ложки нагреваются быстрее, чем деревянные, если их оставить в чашке с горячим шоколадом. Более низкая удельная теплоемкость означает, что объект нагревается быстрее.
- Вода: 4,179 Дж / г˚C
- Воздух: 1,01 Дж / г˚C
- Дерево: 1,76 Дж / г˚C
- Алюминий: 0,902 Дж / г˚C
- Золото: 0,129 Дж / г˚C
- Железо: 0,450 Дж / г˚C
подсказки
- Международная единица измерения теплоемкости (СИ) - это Джоуль на Кельвин, а не только Джоуль.
- Изменение температуры представлено дельтой единиц температуры, а не просто единицей температуры (скажем: 30 дельта K вместо 30 K).
- Энергия (тепло) должна быть в Джоулях (СИ) [рекомендуется]
