Hoe de calorische capaciteit te berekenen

De calorische capaciteit meet hoeveel energie je nodig hebt om iets toe te voegen om het met één graad te verhogen. Het vinden van de calorische capaciteit van iets wordt gereduceerd tot een eenvoudige formule, het deelt alleen de hoeveelheid warmte-energie die wordt geleverd door een verandering in temperatuur, om te bepalen hoeveel energie per graad nodig was. Alle materialen ter wereld hebben een verschillende calorische capaciteit. (Bron: natuurkundig boek van de 10e klas)

Inhoud

Stappen

Methode 1bereken de calorische capaciteit van een object
Methode 2gebruik de specifieke hitte van een materiaal

Tips

formule: calorische capaciteit = (geleverde calorische energie) / (temperatuurverhoging)

stappen

Methode 1
Bereken de calorische capaciteit van een object

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 1

Ken de formule van calorische capaciteit. De calorische capaciteit van een object kan worden berekend door de hoeveelheid toegevoerde warmte-energie (E) te delen door de overeenkomstige temperatuurverandering (T). Onze vergelijking is de volgende: calorische capaciteit = E / T.

Voorbeeld: het kost 2.000 joules energie om een blok te verwarmen tot 5 ° C, wat is de calorische capaciteit van het blok?
Calorische capaciteit = E / T
Calorische capaciteit = 2.000 joules / 5 ° C
Calorische capaciteit = 500 joule per graad Celsius (J / ° C)

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 2

Zoek het temperatuurverschil voor veranderingen van verschillende gradaties. Als u bijvoorbeeld de calorische capaciteit van een blok wilt kennen en u weet dat er 60 joules nodig zijn om de temperatuur van het blok te verhogen van 8 ° naar 20 °, dan moet u het verschil weten tussen de twee temperaturen om de calorische capaciteit te verkrijgen. Aangezien 20 - 8 = 12, veranderde de temperatuur van het blok 12 graden. daarom:

Calorische capaciteit = E / T

Calorische capaciteit van het blok = 60 joules / (20 ° C - 8 ° C)

60 joules / 12 ° C

Calorische capaciteit van het blok = 5 J / ° C

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 3

Voeg de juiste eenheden toe aan uw antwoord om het zin te geven. Een calorische capaciteit van 300 betekent niets als je niet weet hoe het werd gemeten. De calorische capaciteit wordt gemeten door de gebruikte energie per graad. Dus als we de energie in joules en de temperatuurverandering in Celsius meten, staat ons laatste antwoord voorop hoeveel joules hebben we nodig per graad Celsius. Daarom zouden we ons antwoord voorstellen als 300 J / ° C of 300 joules per graad Celsius.

Als u de calorische energie in calorieën en de temperatuur in graden Kelvin meet, is uw uiteindelijke antwoord 300 C / K.

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 4

Houd er rekening mee dat deze vergelijking ook werkt voor objecten die koud worden. Wanneer iets twee graden kouder wordt, verliest het dezelfde hoeveelheid warmte die het zou winnen als het 2 graden warmer was geworden. Daarom, als u wordt gevraagd: "Wat is de calorische capaciteit van een object als het 50 joule aan energie verliest en 5 ° C daalt?". U kunt nog steeds onze vergelijking gebruiken:

Calorische capaciteit: 50 J / 5 ° C

Calorische capaciteit = 10 J / ° C

Methode 2
Gebruik de specifieke hitte van een materiaal

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 5

Houd er rekening mee dat specifieke warmte verwijst naar de energie die nodig is om een gram met één graad te verhogen. Wanneer u de calorische capaciteit van een eenheid van iets vindt (1 gram, 1 ounce, 1 kilogram, enz.), Hebt u de specifieke warmte van dit object gevonden. De specifieke warmte vertelt het je de hoeveelheid energie die nodig is om een eenheid met één graad te verhogen. Er is bijvoorbeeld 0,417 joules nodig om 1 gram water te verhogen tot 1 graad Celsius. Dus de soortelijke warmte van het water is 417 J / ° C per gram.
De soortelijke warmte van een materiaal is constant. Dat betekent dat
al zuiver water heeft dezelfde soortelijke warmte, 417 J / ° C.

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 6

Gebruik de formule van calorische capaciteit om de specifieke warmte van het materiaal te vinden. Het vinden van het is eenvoudig, deel je laatste antwoord tussen de massa van het object. Dit vertelt je hoeveel energie nodig was voor elk onderdeel van het object, evenals hoeveel joules de temperatuur in slechts één gram ijs veranderen.

bijvoorbeeld: "Ik heb 100 gram ijs. Er zijn 406 joules nodig om de ijstemperatuur met 2 graden Celsius te verhogen, wat is de specifieke warmte van het ijs?"`

Calorische capaciteit per 100 g ijs = 406 J / 2 ° C

Calorische capaciteit per 100 g ijs = 203 J / ° C

Calorische capaciteit per 1 g ijs = 2,03 J / ° C per gram

Als je in de war bent, denk er dan zo over na: het kost 2.03 joules om elke gram ijs één graad op te tillen. Daarom, als we 100 gram ijs hebben, hebben we 100 keer meer joules nodig om het te verwarmen.

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 7

Gebruik de specifieke warmte om de energie te vinden die je nodig hebt om materiaal op temperatuur te brengen. De specifieke warmte van een materiaal vertelt je hoeveel energie nodig is om een eenheid (meestal 1 gram) in één graad omhoog te brengen. Om de nodige warmte te vinden om elk object op elke temperatuur te laten stijgen, vermenigvuldigt u alle onderdelen: Noodzakelijke energie = massa x specifieke warmte x temperatuurverandering. Het antwoord zit altijd in je energie-eenheid, zoals de joules.

bijvoorbeeld: "als de specifieke warmte van aluminium 0.902 joules per gram is, hoeveel joules heeft het dan nodig om 5 gram aluminium bij 2 ° C te verhogen?

Benodigde energie = 5 g x 0,902 J / ° C x 2 ° C

Benodigde energie = 9.2 J

Titel afbeelding Calculate Heat Capacity Step 8

Ken de specifieke hitte van gangbare materialen. Om je te helpen oefenen, leer je de specifieke specifieke opwarmingen die je zou kunnen zien in een echt examen. Wat kun je hiervan leren? Merk bijvoorbeeld op dat de specifieke warmte van metalen veel lager is dan die van hout, daarom warmt een metalen lepel sneller op dan hout als u het in een kop warme chocolademelk laat liggen. De lagere specifieke opwarming betekent dat een object sneller wordt opgewarmd.

Water: 4,179 J / ° C

Lucht: 1,0 J / ° C

Hout: 1,76

Aluminium: 0,902 J / ° C

Goud: 0,129 J / ° C

Strijkijzer: 0,450

tips

De SI-eenheid van de calorische capaciteit is joules per Kelvin, niet alleen joules.
De verandering in temperatuur wordt weergegeven als een eenheid van delta-temperatuur, niet alleen als de temperatuureenheid (bijvoorbeeld: 30 Delta K, niet alleen 30 K).
Het wordt aanbevolen dat warmte (energie) wordt uitgedrukt in joules (SI).

Delen op sociale netwerken:

Verwant