Ποια είναι η τελική θερμοκρασία του νερού εάν ένα μέταλλο έπεσε σε αυτό;
* Χρειαζόμαστε περισσότερες πληροφορίες: Για να υπολογίσουμε την τελική θερμοκρασία, χρειαζόμαστε:
* Η αρχική θερμοκρασία του νερού: Ποια θερμοκρασία ήταν το νερό πριν προστεθεί το μέταλλο;
* Η μάζα του νερού: Πόσο νερό υπάρχει;
* Η αρχική θερμοκρασία του μετάλλου: Ποια θερμοκρασία ήταν το μέταλλο πριν πέσει;
* Η μάζα του μετάλλου: Πόσο μέταλλο υπάρχει;
* Η ειδική θερμική ικανότητα του μετάλλου: Αυτή είναι μια ιδιότητα του μετάλλου που μας λέει πόση ενέργεια απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας της κατά ένα ορισμένο ποσό. Τα διαφορετικά μέταλλα έχουν διαφορετικές ειδικές δυνατότητες θερμότητας.
Η έννοια της μεταφοράς θερμότητας
Όταν το ζεστό μέταλλο πέσει στο νερό, η ενέργεια θερμότητας θα ρέει από το θερμότερο μέταλλο στο πιο δροσερό νερό. Αυτή η ροή θα συνεχιστεί έως ότου τόσο το μέταλλο όσο και το νερό φτάσουν στην ίδια θερμοκρασία (θερμική ισορροπία).
Πώς να υπολογίσετε την τελική θερμοκρασία
Για να υπολογίσουμε την τελική θερμοκρασία, χρησιμοποιούμε την ακόλουθη εξίσωση:
`` `
(Μάζα νερού * Ειδική θερμότητα νερού * Μεταβολή της θερμοκρασίας του νερού) + (Μάζα μετάλλου * Ειδική θερμότητα μετάλλου * Μεταβολή της θερμοκρασίας μετάλλου) =0
`` `
* Ειδική θερμότητα νερού: Αυτή είναι μια σταθερή τιμή, περίπου 4.184 J/G ° C.
Παράδειγμα
Ας πούμε ότι έχουμε:
* 100 g νερού στους 20 ° C
* 50 g σιδήρου στους 100 ° C
* Η ειδική θερμότητα σιδήρου είναι περίπου 0,45 J/G ° C
Μπορούμε να συνδέσουμε αυτές τις τιμές στην παραπάνω εξίσωση και να λύσουμε για την τελική θερμοκρασία.
Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός προϋποθέτει ότι δεν χάνεται θερμότητα στο περιβάλλον. Στην πραγματικότητα, κάποια θερμότητα θα χαθεί πάντα, οπότε η τελική θερμοκρασία θα είναι ελαφρώς χαμηλότερη από ό, τι υπολογίζεται.
