Vad är ekvationen för att hitta initial temperatur?

Innehåll

• TL; DR (för lång; läste inte)
• Ekvation för specifik värme
• Använd särskild värme för att hitta den initiala temperaturen
• Specifika värme- och fasändringar

Vilket tar mer energi för att värma upp: luft eller vatten? Vad sägs om vatten kontra metall eller vatten kontra en annan vätska som läsk?

Dessa frågor och många andra är relaterade till en egenskap av materia som kallas specifik värme. Speciell värme är mängden värme per massenhet som behövs för att höja en ämnes temperatur med en grad Celsius.

Så det tar mer energi att värma upp vatten än luft eftersom vatten och luft har olika specifika värmer.

TL; DR (för lång; läste inte)

Använd formeln:

Q = mcΔT, också skriven Q = mc (T - t₀)

för att hitta den initiala temperaturen (t₀) i ett specifikt värmeproblem.

Faktum är att vatten har en av de högsta specifika värmena av något "vanligt" ämne: Det är 4,166 joule / gram ° C. Det är varför vatten är så användbart för att moderera temperaturen på maskiner, mänskliga kroppar och till och med planeten.

Ekvation för specifik värme

Du kan använda egenskaperna för specifik värme för att hitta en ämnes initialtemperatur. Ekvationen för specifik värme skrivs vanligtvis:

Q = mcΔT

där Q är den mängd värmeenergi som tillsätts, m är ämnets massa, c är specifik värme, en konstant och meansT betyder "temperaturändring."

Se till att dina måttenheter matchar de enheter som används i den specifika värmekonstanten! Ibland kan Celsius ibland använda den specifika värmen. Andra gånger får du SI-enheten för temperatur, som är Kelvin. I dessa fall är enheterna för specifik värme antingen Joules / gram ° C eller annars Joules / gram K. Samma kan hända med gram mot kilogram för massan, eller Joules till Bmu för energi. Se till att kontrollera enheterna och göra alla omvandlingar som behövs innan du börjar.

Använd särskild värme för att hitta den initiala temperaturen

ΔT kan också skrivas (T - t₀), eller ett ämne som har en ny temperatur minus dess initiala temperatur. Så ett annat sätt att skriva ekvationen för specifik värme är:

Q = mc (T - t₀)

Så denna omskrivna form av ekvationen gör det enkelt att hitta initialtemperatur. Du kan ansluta alla andra värden som du har gett och sedan lösa för t₀.

Exempel: Säg att du lägger till 75,0 Joules energi till 2,0 gram vatten och höjer temperaturen till 87 ° C. Vattenspecifik värme är 4.184 Joules / gram ° C. Vad var den ursprungliga temperaturen på vattnet?

Anslut de givna värdena i din ekvation:

75.o J = 2,0 g x (4,184 J / g ° C) x (87 ° C - t₀).

Förenkla:

75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C - t₀).

8,96 ° C = (87 ° C - t₀)

78 ° C = t₀.

Specifika värme- och fasändringar

Det finns ett viktigt undantag att komma ihåg. Den specifika värmekvationen fungerar inte under en fasförändring, till exempel från en vätska till en gas eller en fast substans till en vätska. Det är för att all extra energi som pumpas in används för fasändringen, inte för att öka temperaturen. Så temperaturen förblir plan under den perioden och släpper av förhållandet mellan energi, temperatur och specifik värme i den situationen.