Tepelná kapacita meria množstvo energie, ktoré je potrebné pridať k objektu, aby bol o jeden stupeň teplejší. Tepelná kapacita objektu sa zisťuje pomocou jednoduchého vzorca - vydelením množstva dodanej tepelnej energie zmenou teploty sa určí množstvo potrebnej energie na stupeň. Každý materiál na tomto svete má inú tepelnú kapacitu. (Zdroj: Kniha štandardnej fyziky triedy 10)
Vzorec: Tepelná kapacita = (vzhľadom na tepelnú energiu) / (zvýšenie teploty)
Krok
Metóda 1 z 2: Výpočet tepelnej kapacity objektu
Krok 1. Poznáte vzorec tepelnej kapacity
Tepelnú kapacitu objektu je možné vypočítať vydelením množstva dodanej tepelnej energie (E) zmenou teploty (T). Rovnica je: Tepelná kapacita = E/T.
- Príklad: Energia potrebná na zahriatie bloku na 5 stupňov Celzia je 2 000 Joulov - aká je tepelná kapacita bloku?
- Tepelná kapacita = E/T
- Tepelná kapacita = 2000 Joule / 5 ° C
- Tepelná kapacita = 400 Joulov na stupeň Celzia (J/˚C)
Krok 2. Pozrite sa na zmenu teploty
Napríklad, ak chcem poznať tepelnú kapacitu bloku a viem, že na zvýšenie teploty bloku z 8 stupňov na 20 stupňov trvá 60 joulov, musím poznať rozdiel medzi týmito dvoma teplotami, aby som získal teplo. kapacity. Pretože 20 - 8 = 12, teplota bloku sa zmení o 12 stupňov. Preto:
- Tepelná kapacita = E/T
- Tepelná kapacita bloku = 60 Joulov / (20 ° C - 8 ° C)
- 60 joulov / 12 ° C.
- Tepelná kapacita bloku = 5 J/˚C
Krok 3. Pridajte k svojej odpovedi správne jednotky, aby mali význam
Tepelná kapacita 300 neznamená nič, ak neviete, ako sa meria. Tepelná kapacita sa meria energiou potrebnou na jeden stupeň. Ak by sme teda merali energiu v jouloch a zmenu teploty v stupňoch Celzia, konečná odpoveď by bola „koľko joulov je potrebných na stupeň Celzia. Preto uvedieme našu odpoveď ako 300 J/˚C alebo 300 Joulov na stupeň Celzia.
Ak meriate tepelnú energiu v kalóriách a teplotu v Kelvinoch, vaša konečná odpoveď je 300 kal/K
Krok 4. Vedzte, že táto rovnica funguje aj pre chladiace objekty
Keď sa predmet ochladí o dva stupne, stratí presne toľko tepla, koľko by bolo potrebné na zahriatie o 2 stupne. Ak sa teda pýtate: „Aká je tepelná kapacita objektu, ak stratí 50 Joulov energie a jeho teplota klesne o 5 stupňov Celzia“, stále môžete použiť túto rovnicu:
- Tepelná kapacita: 50 J/ 5 ° C
- Tepelná kapacita = 10 J/˚C
Metóda 2 z 2: Použitie špecifického tepla hmoty
Krok 1. Vedzte, že špecifické teplo sa týka energie potrebnej na zvýšenie teploty jedného gramu objektu o jeden stupeň
Keď hľadáte tepelnú kapacitu jednotky hmoty (1 gram, 1 unca, 1 kilogram atď.), Hľadali ste špecifické teplo tohto objektu. Špecifické teplo udáva množstvo energie potrebnej na zvýšenie teploty každej jednotky objektu o jeden stupeň. Napríklad na zvýšenie teploty 1 gramu vody o 1 stupeň Celzia je potrebné 0,417 Joule energie. Špecifické teplo vody je teda 0,417 J/˚C na gram.
Špecifické teplo materiálu je konštantné. To znamená, že všetka čistá voda má rovnaké špecifické teplo, ktoré je 0,417 J/˚C
Krok 2. Pomocou vzorca tepelnej kapacity nájdite špecifické teplo materiálu
Nájdenie špecifického tepla je jednoduché, to znamená, že konečnú odpoveď vydelíte hmotnosťou objektu. Výsledky ukazujú, koľko energie je potrebné na každý kus predmetu, napríklad počet joulov potrebných na zmenu teploty iba jedného gramu ľadu.
- Príklad: „Mám 100 gramov ľadu. Na zvýšenie teploty ľadu o 2 stupne Celzia treba 406 joulov - aké je špecifické teplo ľadu?“'
- Tepelná kapacita na 100 g ľadu = 406 J/ 2 ° C
- Tepelná kapacita na 100 g ľadu = 203 J/˚C
- Tepelná kapacita na 1 g ľadu = 2,03 J/˚C na gram
- Ak ste zmätení, premýšľajte o tom týmto spôsobom - na zvýšenie teploty o jeden stupeň na každý gram ľadu je potrebných 2,03 Joulov. Ak teda máme 100 gramov ľadu, potrebujeme 100 -krát viac Joulov, aby sa všetko zahrialo.
Krok 3. Špecifickým teplom nájdite energiu potrebnú na zvýšenie teploty materiálu na akúkoľvek teplotu
Špecifické teplo hmoty udáva množstvo energie potrebnej na zvýšenie teploty jednej jednotky hmoty (zvyčajne 1 gram) o jeden stupeň. Aby sme našli teplo potrebné na zvýšenie teploty akéhokoľvek objektu na akúkoľvek teplotu, jednoducho znásobíme všetky časti. Požadovaná energia = hmotnosť x špecifické teplo x zmena teploty. Odpoveď je vždy v jednotkách energie, napríklad v Jouloch.
- Príklad: „Ak je špecifické teplo hliníka 0,902 joulov na gram, koľko joulov je potrebných na zvýšenie teploty 5 gramov hliníka o 2 stupne Celzia?
- Požadovaná energia = 5 g x 0,902 J/g˚C x 2 ° C
- Požadovaná energia = 9,02 J
Krok 4. Poznáte špecifické horúčavy bežných materiálov
Ak si chcete pomôcť s cvičením, preštudujte si bežné špecifické horúčavy, ktoré môžete vidieť na skúške alebo sa môžu objaviť v reálnom živote. Čo sa z toho môžete naučiť? Napríklad, všimnite si, že špecifické teplo kovu je oveľa nižšie ako dreva - to je dôvod, prečo sa kovové lyžice zahrievajú rýchlejšie ako drevo, ak sú ponechané v šálke horkej čokolády. Nižšie špecifické teplo znamená, že sa predmet zahrieva rýchlejšie.
- Voda: 4, 179 J/g ° C
- Vzduch: 1,01 J/g˚C
- Drevo: 1,76 J/g˚C
- Hliník: 0,902 J/g ° C
- Zlato: 0,129 J/g˚C
- Železo: 0,450 J/g ° C
Tipy
- Medzinárodná (SI) jednotka tepelnej kapacity je Joule na Kelvin, nielen Jouly
- Zmena teploty je reprezentovaná teplotnou jednotkou delta namiesto iba teplotnou jednotkou (povedzme: 30 Delta K namiesto iba 30 K)
- Energia (teplo) musí byť v jouloch (SI) [odporúčané]
