Hur man beräknar värmekapacitet: 8 steg (med bilder)

Värmekapacitet mäter hur mycket energi du behöver lägga till något för att göra det till en rad varmare. Att hitta värmekapaciteten hos något kommer ner till en enkel formel - skriv bara mängden värmeenergi som levereras av temperaturförändringen för att bestämma hur mycket energi som behövs per examen. Varje material i världen har en annan värmekapacitet.(Källa: Standard 10 Physics Book)

Formel:Värmekapacitet = (medföljande värmeenergi) / (ökning av temperaturen)

Steg

Metod 1 av 2:

Beräkning av ett objekts värmekapacitet

1. Känn värmekapacitetsformeln. Värmekapacitet hos ett objekt kan beräknas genom att dividera mängden värmeenergi som medföljer (E) med motsvarande temperaturförändring (T). Vår ekvation är: Värmekapacitet = E / T.

Exempel: Det tar 2000 Joules av energi att värma ett block upp 5 grader Celsius - vad är blockets värmekapacitet?
Värmekapacitet = E / T
Värmekapacitet = 2000 Joules / 5 C
Värmekapacitet = 400 Joules per grad Celsius (J / C)

Bild med titeln Beräkna värmekapacitet Steg 2

2. Hitta skillnaden i temperatur för ändringar av flera grader. Om jag till exempel vill veta värmekapaciteten hos ett block, och jag vet att det tar 60 joules att höja temperaturen på blocket från 8 grader till 20 grader, behöver jag känna skillnaden mellan de två temperaturerna för att få min värme kapacitet. Sedan 20 - 8 = 12 ändras blockets temperatur med 12 grader.Därför:

Värmekapacitet = E / T

Värmekapaciteten hos blocket = 60 Joules / (20c - 8c)

60 Joules / 12 C

Värmekapaciteten hos blocket = 5 J / C

Bild med titeln Beräkna värmekapacitet Steg 3

3. Lägg till lämpliga enheter till ditt svar för att ge det mening. En värmekapacitet på 300 betyder ingenting om du inte vet hur det mättes. Värmekapaciteten mäts genom energi som behövs per examen. Så om vi mäter energin i joules, och temperaturförändringen i Celsius, kommer vårt slutliga svar att representera Hur många Joules vi behövde per examen Celsius. Således skulle vi representera vårt svar som 300 J / C, eller 300 Joules per examen Celsius.

Om du mäter värmeenergi i kalorier och temperatur i Kelvin, skulle ditt slutliga svar vara 300 c / k.

Bild med titeln Beräkna värmekapacitet Steg 4

4. Vet att denna ekvation fungerar för att kyla objekt också. När något blir två grader kallare, förlorar den exakt samma mängd värme som det skulle bli 2 grader värmare. Om du är ombedd, "Vad är värmekapaciteten hos ett objekt om det förlorar 50 Joules energi och droppar 5 grader Celsius," Du kan fortfarande använda vår ekvation:

Värmekapacitet: 50J / 5C

Värmekapacitet = 10 J / C

Metod 2 av 2:

Med hjälp av materialets specifika värme

1. Vet att specifik värme hänvisar till den energi som behövs för att höja ett gram med en grad. När du hittar värmekapaciteten hos en enhet av något (1 gram, 1 ounce, 1 kilo, etc) har du hittat det här objektets specifika värme. Specifik värme berättar för dig Mängden energi som behövs för att höja varje enhet en grad. Till exempel tar det .417 Joules att höja 1 gram vatten 1 grad Celsius. Så är vattenens specifika värme .417 J / C per gram.

Den specifika värmen hos ett material är konstant. Det betyder att allt rent vatten har samma specifika värme-- .417 J / c.

Bild med titeln Beräkna värmekapacitet Steg 6

2. Använd värmekapacitetsformeln för att hitta ett materials specifika värme. Att hitta det är enkelt, dela helt enkelt ditt sista svar av objektets massa. Detta berättar hur mycket energi som behövs för varje bit av objektet, som hur många Joules ändrar temperaturen i bara ett gram is.

Exempel: "Jag har 100 gram is. Det tar 406 joules att höja isens temperatur 2 grader Celsius - Vad är den specifika värmen av is?"`

Värmekapacitet för 100G ICE = 406J / 2C

Värmekapacitet för 100G ICE = 203 J / C

Värmekapacitet för 1G ICE = 2.03 J / C per gram

Om du är förvirrad, tänk på det på det här sättet - det tar 2.03 Joules att höja varje enskild gram is en grad. Så, om vi har 100 gram is, behöver vi 100 gånger så många joules för att värma allt.

Bild med titeln Beräkna värmekapacitet Steg 7

3. Använd specifik värme för att hitta den energi som behövs för att höja materialet till vilken temperatur som helst. Ett materials specifika värme berättar hur mycket energi som behövs för att höja en enhet (vanligtvis 1 gram) en enda grad. För att hitta den värme som behövs för att höja något föremål till vilken temperatur som helst, multiplicerar vi helt enkelt alla delar. Energi behövs = massa x specifik värme X temperaturändring. Svaret är alltid i din energienhet som Joules.

Exempel:" Om den specifika värmen av aluminium är .902 Joules Per Gram, hur många joules tar det för att höja 5 gram aluminium 2 grader Celsius?

Energi behövs = 5g x .902J / C x 2c

Energi behövs = 9.2 j

Bild med titeln Beräkna värmekapacitet Steg 8

4. Känna till den specifika värmen av vanliga material. För att hjälpa till att träna, lära sig de vanliga specifika värmerna som du kanske ser på ett test eller möte i det verkliga livet. Vad kan du lära av dem? Observera, till exempel att den specifika värmen av metaller är mycket lägre än trä - det är därför en metallsked värmer upp snabbare än trä om den lämnas i en varm kopp choklad. Nedre specifika värmer betyder att ett objekt blir varmt snabbare.

Vatten: 4.179 J / c

Luft: 1.01 J / c

Trä: 1.76

Aluminium: .902 J / c

Guld: .129 J / c

Järn: .450