Sådan beregnes varmekapacitet: 8 trin (med billeder)

Varmekapacitet måler, hvor meget energi du skal tilføje til noget for at gøre det en grad varmere. At finde varmekapaciteten på noget kommer ned til en simpel formel - bare opdele mængden af varmeenergi, der leveres af temperaturændringen for at bestemme, hvor meget energi der var behov for pr. Hvert materiale i verden har en anden varmekapacitet.(Kilde: Standard 10 Physics Book)

Formel:Varmekapacitet = (medfølgende varmeenergi) / (stigning i temperatur)

Trin

Metode 1 af 2:

Beregning af en objekts varmekapacitet

1. Kend varmen for varmeevne. Varmekapaciteten af et objekt kan beregnes ved at dividere mængden af den leverede varmeenergi (E) ved den tilsvarende temperaturændring (T). Vores ligning er: Varmekapacitet = E / T.

Eksempel: Det tager 2000 Joules of Energy at opvarme en blok på 5 grader Celsius - hvad er blokkapaciteten af blokken?
Varmekapacitet = E / T
Varmekapacitet = 2000 JOULES / 5 C
Varmekapacitet = 400 Joules pr. Grad Celsius (J / C)

Billedet med titlen Beregn varmeevne Trin 2

2. Find forskellen i temperatur for ændringer af flere grader. For eksempel, hvis jeg vil kende en blokkapacitet af en blok, og jeg ved, at det tager 60 joules at hæve temperaturen på blokken fra 8 grader til 20 grader, skal jeg kende forskellen mellem de to temperaturer for at få min varme kapacitet. Siden 20-8 = 12 ændrede temperaturen af blokken med 12 grader.Derfor:

Varmekapacitet = E / T

Varmekapacitet af blokken = 60 JOULES / (20C - 8C)

60 JOULES / 12 C

Varmekapacitet af blokken = 5 j / c

Billedet med titlen Beregn varmekapacitet Trin 3

3. Tilføj de relevante enheder til dit svar for at give det mening. En varmekapacitet på 300 betyder ingenting, hvis du ikke ved, hvordan det blev målt. Varmekapacitet måles efter energi, der er nødvendig pr. Grad. Så hvis vi måler energien i joules, og temperaturændringen i Celsius, vil vores endelige svar repræsentere Hvor mange joules vi havde brug for per grad celsius. Således ville vi repræsentere vores svar som 300 J / C, eller 300 Joules pr. Grad Celsius.

Hvis du måler varmeenergi i kalorier og temperatur i Kelvin, ville dit endelige svar være 300 c / k.

Billedet med titlen Beregn varmekapacitet Trin 4

4. Ved, at denne ligning også fungerer for køling objekter. Når noget bliver to grader koldere, mister det den nøjagtig samme mængde varme, som det ville få at blive 2 graders varmere. Således, hvis du bliver spurgt, "Hvad er varmekapaciteten af et objekt, hvis det taber 50 joules af energi og dråber 5 grader Celsius," Du kan stadig bruge vores ligning:

Varmeevne: 50j / 5c

Varmekapacitet = 10 j / c

Metode 2 af 2:

Ved hjælp af et materiales specifikke varme

1. Ved, at specifik varme refererer til den energi, der er nødvendig for at hæve et gram med en grad. Når du finder varmekapaciteten på en enhed af noget (1 gram, 1 ounce, 1 kilo osv.), Har du fundet denne objekts specifikke varme. Specifik varme fortæller dig mængden af energi, der er nødvendig for at hæve hver enhed en grad. For eksempel tager det .417 Joules for at hæve 1 gram vand 1 grad Celsius. Så vands specifikke varme er .417 j / c pr. Gram.

Den specifikke varme af et materiale er konstant. Det betyder det alt rent vand har den samme specifikke varme-- .417 j / c.

Billedet med titlen Beregn varmekapacitet Trin 6

2. Brug varmeevne formel til at finde et materiales specifikke varme. At finde det er nemt, skal du blot opdele dit sidste svar ved objektets masse. Dette fortæller dig, hvor meget energi der var behov for hver bit af objektet, ligesom hvor mange joules ændrer temperaturen i blot ét gram is.

Eksempel: "Jeg har 100 gram is. Det tager 406 joules at hæve temperaturen på is 2 grader Celsius - hvad er den specifikke isens specifikke?"`

Varmekapacitet til 100G ICE = 406J / 2C

Varmekapacitet til 100g is = 203 j / c

Varmekapacitet for 1G ICE = 2.03 j / c pr. Gram

Hvis du er forvirret, tænk på det på denne måde - det tager 2.03 Joules for at hæve hvert eneste gram is en grad. Så hvis vi har 100 gram is, har vi brug for 100 gange så mange joules for at opvarme det hele.

Billedet med titlen Beregn varighedskapacitet Trin 7

3. Brug specifik varme til at finde den energi, der er nødvendig for at hæve noget materiale til enhver temperatur. Et materiales specifikke varme fortæller dig, hvor meget energi der er nødvendigt for at hæve en enhed (normalt 1 gram) en enkelt grad. For at finde den varme, der er nødvendig for at øge noget til enhver temperatur, formidler vi simpelthen alle dele sammen. Energi nødvendig = masse x specifik varme x temperaturændring. Svaret er altid i din energienhed som joules.

Eksempel:" Hvis den specifikke varme af aluminium er .902 Joules pr. Gram, hvor mange joules tager det for at rejse 5 gram aluminium 2 grader Celsius?

Energi nødvendig = 5g x .902J / c x 2c

Energi nødvendig = 9.2 J

Billedet med titlen Beregn varmekapacitet Trin 8

4. Kend den specifikke varme af almindelige materialer. For at hjælpe øvelsen, lær de fælles specifikke opvarmninger, som du måske ser på en test eller møde i det virkelige liv. Hvad kan du lære af dem? BEMÆRK, for eksempel, at den specifikke varme af metaller er meget lavere end træ - det er derfor, en metalsked opvarmer hurtigere end træ, hvis den er tilbage i en varm kop chokolade. Lavere specifikke varmer betyder, at et objekt bliver varmt hurtigere.

Vand: 4.179 J / C

Luft: 1.01 j / c

Træ: 1.76

Aluminium: .902 j / c

Guld: .129 j / c

Jern: .450