כיצד מחשבים את קיבולת החום?
לחישוב קיבולת החום, השתמש בנוסחה: קיבולת החום = E / T, כאשר E הוא כמות אנרגיית החום המסופקת ו- T הוא שינוי הטמפרטורה. לדוגמא, אם נדרש 2000 ג'ול של אנרגיה לחימום בלוק של 5 מעלות צלזיוס, הנוסחה תיראה כך: קיבולת חום = 2000 ג'ואל / 5 צלזיוס, ואז רק תחלק את 2000 ב -5 כדי לגלות שקיבולת החום הבלוק הוא 400 ג'ול למעלה צלזיוס. אם ברצונך ללמוד כיצד לחשב את קיבולת החום עם החום הספציפי של החומר, המשך לקרוא!
לחישוב קיבולת החום, השתמש בנוסחה: קיבולת החום = E / T, כאשר E הוא כמות אנרגיית החום המסופקת ו- T הוא שינוי הטמפרטורה.
קיבולת החום מודדת כמה אנרגיה אתה צריך להוסיף למשהו כדי להפוך אותו למעלה אחת יותר. מציאת קיבולת החום של משהו מסתכמת בנוסחה פשוטה - פשוט חלק את כמות אנרגיית החום המסופקת על ידי שינוי הטמפרטורה כדי לקבוע כמה אנרגיה נדרשת למעלה. לכל חומר בעולם יכולת חום שונה. (מקור: ספר פיזיקה סטנדרטי 10)
פורמולה: קיבולת חום = (אנרגיית חום המסופקת) / (עליית טמפרטורה)
שיטה 1 מתוך 2: חישוב יכולת החום של האובייקט
- 1דע את נוסחת קיבולת החום. ניתן לחשב את קיבולת החום של אובייקט על ידי חלוקת כמות אנרגיית החום המסופקת (E) בשינוי המקביל בטמפרטורה (T). המשוואה שלנו היא: קיבולת חום = E / T.
- דוגמה: לוקח 2000 ג'ול של אנרגיה כדי לחמם בלוק עד 5 מעלות צלזיוס - מהי קיבולת החום של הבלוק?
- קיבולת חום = E / T
- קיבולת חום = 2000 ג'ול / 5 צלזיוס
- קיבולת חום = 400 ג'אול למעלות צלזיוס (j / c)
אם ברצונך ללמוד כיצד לחשב את קיבולת החום עם החום הספציפי של החומר, המשך לקרוא! - 2מצא את ההבדל בטמפרטורה לשינויים של מספר מעלות. לדוגמא, אם אני רוצה לדעת את קיבולת החום של בלוק, ואני יודע שלוקח 60 ג'ול כדי להעלות את הטמפרטורה של הבלוק מ- 8 מעלות ל -20 מעלות, אני צריך לדעת מה ההבדל בין שתי הטמפרטורות כדי לקבל את החום שלי קיבולת. מאז 20 - 8 = 12, טמפרטורת הגוש השתנתה ב 12 מעלות. לכן:
- קיבולת חום = E / T
- קיבולת חום של הבלוק = 60 ג'ול / (20C - 8C)
- 60 ג'ול / 12 צלזיוס
- קיבולת החום של הבלוק = 5 j / c
- 3הוסף את היחידות המתאימות לתשובתך כדי לתת לה משמעות. קיבולת חום של 300 לא אומרת כלום אם אתה לא יודע איך היא נמדדה. קיבולת החום נמדדת באנרגיה הדרושה למעלה. אז אם נמדוד את האנרגיה בג'אול, ואת שינוי הטמפרטורה בצלזיוס, התשובה הסופית שלנו תייצג כמה ג'ול היינו זקוקים לכל מעלה צלזיוס. לכן היינו מייצגים את התשובה שלנו כ -300 J / C, או כ -300 ג'אול למעלה צלזיוס.
- אם אתה מודד אנרגיית חום בקלוריות וטמפרטורה בקלווין, התשובה הסופית שלך תהיה 300 צלזיוס / קילוגרם.
- 4דעו כי משוואה זו פועלת גם לקירור עצמים. כשמשהו הופך לשתי מעלות קר יותר, הוא מאבד את אותה כמות חום בדיוק כמו שהוא יעלה להיות מחמם ב -2 מעלות. לפיכך, אם תישאל "מהי קיבולת החום של אובייקט אם הוא מאבד 50 ג'ול אנרגיה ויורד 5 מעלות צלזיוס", אתה עדיין יכול להשתמש במשוואה שלנו:
- קיבולת חום: 50J / 5C
- קיבולת חום = 10 J / C.
המשוואה שלנו היא: קיבולת חום = E / T. דוגמה: נדרשים 2000 ג'ול של אנרגיה כדי לחמם בלוק עד 5 מעלות צלזיוס - מהי קיבולת החום של הבלוק?
שיטה 2 מתוך 2: שימוש בחום הספציפי של החומר
- 1דעו כי חום ספציפי מתייחס לאנרגיה הדרושה להעלאת גרם אחד במעלה אחת. כאשר אתה מוצא את קיבולת החום של יחידה אחת של משהו (גרם אחד, גרם אחד, קילוגרם וכו '), גילית את החום הספציפי של האובייקט הזה. חום ספציפי אומר לך את כמות האנרגיה הדרושה להעלאת כל יחידה במעלה אחת. לדוגמא, נדרש 0,417 ג'ול כדי להעלות גרם מים אחד מעלה צלזיוס. אז החום הספציפי של המים הוא 0,417 J / C לגרם.
- החום הספציפי של חומר קבוע. כלומר, לכל המים הטהורים אותו חום ספציפי - 0,417 J / C.
- 2השתמש בנוסחת קיבולת החום כדי למצוא את החום הספציפי של החומר. למצוא את זה קל, פשוט חלק את התשובה הסופית שלך לפי מסת האובייקט. זה אומר לך כמה אנרגיה הייתה זקוקה לכל ביט של האובייקט, כמו כמה ג'אול משנה את הטמפרטורה בגרם אחד בלבד של קרח.
- דוגמה: "יש לי 100 גרם קרח. לוקח 406 ג'ול להעלות את הטמפרטורה של הקרח ב -2 מעלות צלזיוס - מהו החום הספציפי של הקרח?"
- קיבולת חום עבור 100 גרם קרח = 406J / 2C
- קיבולת חום עבור 100 גרם קרח = 203 J / C.
- קיבולת חום עבור 1 גרם קרח = 2,03 J / C לגרם
- אם אתה מבולבל, חשוב על זה ככה - זה לוקח 2,03 ג'ול כדי לגדל כל גרם קרח במעלה אחת. לכן, אם יש לנו 100 גרם קרח אנו זקוקים לכמות גדולה פי 100 של ג'ול כדי לחמם את כל זה.
- 3השתמש בחום ספציפי כדי למצוא את האנרגיה הדרושה להעלאת כל חומר לטמפרטורה כלשהי. החום הספציפי של חומר אומר לך כמה אנרגיה דרושה כדי להעלות יחידה אחת (בדרך כלל 1 גרם) במעלה אחת. כדי למצוא את החום הדרוש להעלאת כל חפץ לטמפרטורה כלשהי, אנו פשוט מכפילים את כל החלקים יחד. אנרגיה דרושה = מסה x חום ספציפי x שינוי טמפרטורה. התשובה היא תמיד ביחידת האנרגיה שלך כמו ג'ול.
- דוגמה: "אם החום הספציפי של אלומיניום הוא 0,902 ג'ול לגרם, כמה ג'ול צריך כדי להגדיל 5 גרם אלומיניום 2 מעלות צלזיוס?
- אנרגיה דרושה = 5g x 0,902J / C x 2C
- אנרגיה דרושה = 9,2 J
נוסחה: קיבולת חום = (אספקת אנרגיית חום) / (עליית טמפרטורה). - 4דע את החום הספציפי של חומרים נפוצים. כדי לעזור לתרגל, למד את ההתחממות הספציפית הנפוצה שאתה עשוי לראות במבחן או במפגש בחיים האמיתיים. מה תוכלו ללמוד מהם? שימו לב, למשל, כי החום הסגולי של מתכות הוא נמוך בהרבה עץ - וזו סיבת כף מתכת מתחממת מהר יותר מעץ אם נותר בתוך ספל חם של שוקולד. פירוש חימום ספציפי נמוך יותר אומר שאובייקט מתחמם מהר יותר.
- יחידת ה- SI עם קיבולת החום היא ג'ול לקלווין, ולא רק ג'ול
- שינוי בטמפרטורה מיוצג על ידי טמפרטורת יחידת הדלתא ולא רק טמפרטורת היחידה (נניח: 30 דלתא K לא רק 30K)
- החום (האנרגיה) חייב להיות בג'ולה (SI) [מומלץ]
שאלות ותשובות
- כיצד אוכל להמיר וואט ל- J / KgK?ווטס ו- J / KgK מודדים דברים שונים ולא ניתן "להמיר" זה את זה. J / KgK הוא קיבולת החום, שהיא תכונה המהותית לחומר מסוים, ואילו וואט היא יחידת כוח.
- כמה גדול צריך להיות מיכל דוד מים כדי לשרת ביעילות בית משותף בן 12 יחידות עם יחידות עם שני חדרי שינה?מבחינת היעילות, ההבדל ביעילות הוא לא כל כך גדול בין הגדלים. עם זאת, עבור יחידה עם שני חדרי שינה, תרצו נפח מינימלי של 20 ליטר במיכל שלכם.
- כמה חום נדרש כדי לקחת קרח בעל מסה 720 גרם ב -10 מעלות צלזיוס למצב נוזלי ב 15 מעלות צלזיוס?השתמש ב- Q = mc * (שינוי הטמפ ') למצב הנוזל; c = קיבולת חום ספציפית - 4,2 J / g, m = מסת קרח ו- Q הוא החום הנדרש. עבור מצב מוצק, השתמש באותה משוואה, עם יכולת חום ספציפית שונה, השתמש בקרח. עבור החום הנדרש להמיסתו, השתמש ב- Q = mLf, כאשר Q הוא חום, m הוא מסה ו- Lf הוא החום הסמוי של היתוך של קרח. הוסף את שלושת הערכים יחד לתשובה הסופית.
- האם אתה יכול לחשב את החום המסופק מבלי לדעת את מסת החומר?לא אלא אם כן אתה יודע את יכולת החום של האובייקט ואת עליית הטמפרטורה. אספקת חום = קיבולת חום / עליית טמפרטורה. קיבולת החום היא = מסה של האובייקט או הדגימה • (פעמים) חום ספציפי • עליית הטמפרטורה. האנרגיה תהיה ביחידות של ג'אול או קלוריות או BTU.
- מדוע שנחשב את קיבולת החום של החומר?זה יעזור לך אם ברצונך להשתמש באחד החומרים כרדיאטור, או אם ברצונך לחשב את הטמפרטורה של מכלול בתנאים שונים. אלה רק שתי דוגמאות, אבל יכולות להיות הרבה אחרות.
שאלות ללא מענה
- כיצד אוכל לחשב את קיבולת החום של מיסב שרוול כבד המשמש באוורור טוב?
- כיצד אוכל לחשב את קיבולת החום של מתכת?
- כיצד אוכל לחשב את קיבולת החום כשאני יודע את הטמפרטורה של המים ואת הכמות?
