Varmekapasitet måler mengden energi som må tilsettes et objekt for å gjøre det en grad varmere. Varmekapasiteten til et objekt blir funnet ved hjelp av en enkel formel - ved å dele mengden varmeenergi som tilføres av endringen i temperatur for å bestemme mengden energi som kreves per grad. Hvert materiale i denne verden har en annen varmekapasitet. (Kilde: Class 10 Standard Physics book)
Formel: Varmekapasitet = (gitt varmeenergi) / (temperaturøkning)
Steg
Metode 1 av 2: Beregning av varmekapasiteten til et objekt
Trinn 1. Kjenn formelen for varmekapasitet
Varmekapasiteten til et objekt kan beregnes ved å dele mengden varmeenergi som tilføres (E) med temperaturendringen (T). Ligningen er: Varmekapasitet = E/T.
- Eksempel: Energien som kreves for å varme en blokk til 5 grader Celsius er 2000 Joule - hva er blokkas varmekapasitet?
- Varmekapasitet = E/T
- Varmekapasitet = 2000 Joule / 5˚C
- Varmekapasitet = 400 Joule per grad Celsius (J/˚C)
Trinn 2. Se etter temperaturendringen
For eksempel, hvis jeg vil vite varmekapasiteten til en blokk, og jeg vet at det tar 60 Joule å øke temperaturen på blokken fra 8 grader til 20 grader, må jeg vite forskjellen mellom de to temperaturene for å få varmen kapasitet. Siden 20 - 8 = 12, endres temperaturen på blokken med 12 grader. Derfor:
- Varmekapasitet = E/T
- Blokkens varmekapasitet = 60 Joule / (20˚C - 8˚C)
- 60 Joule / 12˚C
- Varmekapasitet på blokken = 5 J/˚C
Trinn 3. Legg til de riktige enhetene i svaret ditt for å gi det mening
En varmekapasitet på 300 betyr ingenting hvis du ikke vet hvordan den måles. Varmekapasitet måles med energien som kreves per grad. Så hvis vi måler energi i Joule, og temperaturendring i Celsius, vil det siste svaret være hvor mange Joule som trengs per grad Celsius. Derfor vil vi presentere svaret vårt som 300 J/˚C, eller 300 Joule per grad Celsius.
Hvis du måler varmeenergi i kalorier og temperatur i Kelvin, er det endelige svaret 300 Cal/K
Trinn 4. Vet at denne ligningen også fungerer for objekter som kjøler
Når et objekt blir to grader kaldere, mister det nøyaktig samme mengde varme som det ville ta for å bli 2 grader varmere. Hvis du spør: "Hva er varmekapasiteten til et objekt hvis det mister 50 Joule energi og temperaturen synker med 5 grader Celsius", kan du fortsatt bruke denne ligningen:
- Varmekapasitet: 50 J/ 5˚C
- Varmekapasitet = 10 J/˚C
Metode 2 av 2: Bruke den spesifikke varmen for materie
Trinn 1. Vet at spesifikk varme refererer til energien som kreves for å heve temperaturen på ett gram av et objekt med en grad
Når du ser etter varmekapasiteten til en materienhet (1 gram, 1 unse, 1 kilo, etc.), har du sett etter den spesifikke varmen til dette objektet. Spesifikk varme indikerer mengden energi som kreves for å heve temperaturen på hver enhet av et objekt med en grad. For eksempel, for å heve temperaturen på 1 gram vann med 1 grad Celsius krever 0,417 Joule energi. Så den spesifikke varmen av vann er 0,417 J/˚C per gram.
Den spesifikke varmen til et materiale er konstant. Dette betyr at alt rent vann har samme spesifikke varme, som er 0,417 J/˚C
Trinn 2. Bruk varmekapasitetsformelen for å finne den spesifikke varmen til et materiale
Det er enkelt å finne spesifikk varme, det vil si dele det endelige svaret med objektets masse. Resultatene viser hvor mye energi som kreves for hvert objekt, for eksempel antall joule som trengs for å endre temperaturen på bare ett gram is.
- Eksempel: "Jeg har 100 gram is. For å øke temperaturen på isen med 2 grader Celsius tar det 406 Joule - hva er den spesifikke varmen til is?" '
- Varmekapasitet for 100 g is = 406 J/ 2˚C
- Varmekapasitet for 100 g is = 203 J/˚C
- Varmekapasitet for 1 g is = 2,03 J/˚C per gram
- Hvis du er forvirret, tenk på det på denne måten - for å øke temperaturen med en grad for hvert gram is tar det 2,03 Joule. Så hvis vi har 100 gram is, trenger vi 100 ganger flere Joule for å varme det hele opp.
Trinn 3. Bruk spesifikk varme for å finne energien som kreves for å heve temperaturen på materialet til en hvilken som helst temperatur
Den spesifikke varmen av materie indikerer mengden energi som kreves for å heve temperaturen på en materienhet (vanligvis 1 gram) med en grad. For å finne varmen som kreves for å heve temperaturen til et objekt til en hvilken som helst temperatur, multipliserer vi ganske enkelt alle delene. Nødvendig energi = masse x spesifikk varme x temperaturendring. Svaret er alltid i enheter av energi, for eksempel Joules.
- Eksempel: "Hvis den spesifikke varmen av aluminium er 0,902 Joule per gram, hvor mange Joule er nødvendig for å øke temperaturen på 5 gram aluminium med 2 grader Celsius?
- Nødvendig energi = 5 g x 0,902 J/g˚C x 2˚C
- Nødvendig energi = 9,02 J
Trinn 4. Kjenn den spesifikke varmen til vanlige materialer
For å hjelpe til med å øve, studer vanlige spesifikke heats, som du kan se på en eksamen eller vises i det virkelige liv. Hva kan du lære av dette? For eksempel, vær oppmerksom på at den spesifikke varmen av metall er mye lavere enn veden - dette er grunnen til at metallskjeer varmes opp raskere enn tre hvis de blir liggende i en kopp varm sjokolade. En lavere spesifikk varme betyr at et objekt varmes opp raskere.
- Vann: 4, 179 J/g˚C
- Luft: 1,01 J/g˚C
- Treverk: 1,76 J/g˚C
- Aluminium: 0,902 J/g˚C
- Gull: 0,129 J/g˚C
- Jern: 0,450 J/g˚C
Tips
- Den internasjonale (SI) enheten for varmekapasitet er Joule per Kelvin, ikke bare Joules
- Endringen i temperatur er representert ved en temperaturenhet delta i stedet for bare en temperaturenhet (si: 30 Delta K i stedet for bare 30K)
- Energi (varme) må være i Joule (SI) [Anbefalt]
