Теплова енергія

Кількість енергії, що виділяється такими речовинами, як їжа, часто називають калорією. Є дві калорії. Коли калорія пишеться з невеликим “с”, це звичайна калорія, але якщо вона починається з великої “С”, це кілокалорія, або тисяча звичайних калорій. Рівняння для розрахунку теплової енергії дорівнює q = mCpΔT, де q - змінна тепла, m - маса об’єкта, Cp - питома теплова константа, ΔT - зміна температури. Значення Cp перераховані для вибраних речовин у таблиці нижче прикладу проблеми та змінюються залежно від того, використовуєте ви калорії, калорії або джоулі для енергетичної одиниці. Дві речовини можна пов’язати, встановивши їх рівняння q рівними між собою.

Розглянемо експеримент, коли 10 мл води піднімають з 15˚C до 40˚C, скільки тепла було потрібно для цієї зміни.

Оскільки щільність води становить приблизно 1 г/мл, маса 10 мл становить 10 г, а зміна температури склала 25 ° С. Питома теплоємність води становить 4,184 Дж/г ˚C або 1Cal/г ˚C або 1000кал/г ˚C

q = 10g (4.181J/g ˚C) 25˚C = 1046J

q = 10g (1Cal/g ˚C) 25˚C = 250Cal або .250cal

Припустимо, що 10 г алюмінію нагрівають до 300 ° C і опускають у 50 мл води кімнатної температури (25 ° C), на скільки буде підвищуватися температура води?

У загальному процесі qAl повинен дорівнювати qwater

Для вирішення для Tf ми знаходимо дещо складну послідовність алгебри. Спочатку ми повинні помножити те, що можна помножити

Ми збираємо подібні умови, які ми отримуємо

Розв'язування для Tf знаходимо

Tf = 7939J/218,23J/˚C = 36,38˚C

Зверніть увагу, що температура алюмінію змінюється набагато різкіше води, оскільки вода має набагато вищу питому теплоємність, і її набагато більше.