Specifinio šilumos pavyzdžio problema

Tam tikros medžiagos savitosios šilumos apskaičiavimas

Savitąją šilumą galima apskaičiuoti, jei žinote, kiek energijos reikia norint pakeisti temperatūrą. Opla / Getty Images

Šis pavyzdinis uždavinys parodo, kaip apskaičiuoti specifinę medžiagos šilumą, atsižvelgiant į energijos kiekį, sunaudojamą medžiagos temperatūrai pakeisti.

Savitosios šilumos lygtis ir apibrėžimas

Pirmiausia apžvelkime, kas yra specifinė šiluma ir kokia lygtis ją naudosite. Savitoji šiluma apibrėžiama kaip šilumos kiekis masės vienetui, kurio reikia norint padidinti temperatūros vienu laipsniu Celsijaus (arba 1 kelvinu). Paprastai mažoji raidė „c“ naudojama specifinei šilumai žymėti. Lygtis parašyta:

Q = mcΔT (galite tai prisiminti galvodami „em-cat“)

kur Q yra pridedama šiluma, c yra savitoji šiluma, m yra masė ir ΔT yra temperatūros pokytis. Įprasti kiekiams šioje lygtyje naudojami vienetai yra Celsijaus laipsniai temperatūrai (kartais Kelvinai), gramai masės ir savitosios šilumos, nurodytos kalorijų / gramo °C, džaulio / gramo °C arba džaulio / gramo K. Taip pat galite pagalvoti. savitoji šiluma kaip šiluminė talpa medžiagos masės pagrindu.

Yra paskelbtos daugelio medžiagų molinių savitųjų šilumos lentelės. Atkreipkite dėmesį, kad specifinė šilumos lygtis netaikoma fazių pokyčiams. Taip yra dėl to, kad temperatūra nesikeičia. Kai išsprendžiate problemą, jums bus pateiktos konkrečios šilumos vertės ir bus paprašyta rasti vieną iš kitų verčių arba bus paprašyta rasti specifinę šilumą.

Specifinio karščio problema

25 gramams pašildyti reikia 487,5 J vario nuo 25 °C iki 75 °C. Kokia savitoji šiluma Džauliais/g·°C?
Sprendimas:
Naudokite formulę
q = mcΔT
kur
q = šilumos energija
m = masė
c = savitoji šiluma
ΔT = temperatūros pokytis
Įdėjus skaičius į lygtį, gaunama:

487,5 J = (25 g)c (75 °C–25 °C)
487,5 J = (25 g)c (50 °C)
Išspręskite c:
c = 487,5 J/(25 g) (50 °C)
c = 0,39 J/g°C

Atsakymas:
The specifinė šiluma vario yra 0,39 J/g·°C.