Εκατόν είκοσι γραμμάρια μετάλλου στους 88 βαθμούς Κελσίου χύνεται σε ένα μονωμένο κύπελλο 70 περιέχει 250 νερό 16 Κελσίου. Η τελική θερμοκρασία Το μίγμα 17,5 celc;
Κατανόηση των εννοιών
* Μεταφορά θερμότητας: Όταν τα αντικείμενα σε διαφορετικές θερμοκρασίες έρχονται σε επαφή, η θερμότητα ρέει από το θερμότερο αντικείμενο στο αντίθετο αντικείμενο μέχρι να φτάσουν στη θερμική ισορροπία (η ίδια θερμοκρασία).
* Ειδική θερμική χωρητικότητα: Η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας 1 γραμμάρια ουσίας κατά 1 βαθμού Κελσίου.
Υπολογισμοί
1. Προσδιορίστε τις μεταβλητές:
* Μάζα μετάλλου (M₁):120 γραμμάρια
* Αρχική θερμοκρασία μετάλλου (T₁):88 ° C
* Μάζα νερού (M₂):250 γραμμάρια
* Αρχική θερμοκρασία νερού (T₂):16 ° C
* Τελική θερμοκρασία του μείγματος (t):17,5 ° C
* Ειδική θερμική ικανότητα νερού (C₂):4.184 J/G ° C (θα υποθέσουμε ότι αυτό είναι το ίδιο για το μέταλλο, αλλά αν γνωρίζετε το μέταλλο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη συγκεκριμένη θερμική ικανότητα)
2. Εφαρμόστε την εξίσωση μεταφοράς θερμότητας:
Η θερμότητα που χάθηκε από το μέταλλο (Q₁) ισούται με τη θερμότητα που αποκτάται από το νερό (Q₂):
Q₁ =q₂
* Q₁ =m₁ * c₁ * (t₁ - t)
* Q₂ =m₂ * c₂ * (t - t₂)
3. Επίλυση για τη συγκεκριμένη θερμική ικανότητα του μετάλλου (C₁):
Δεδομένου ότι γνωρίζουμε όλες τις άλλες μεταβλητές εκτός από το C₁, μπορούμε να αναδιατάξουμε την εξίσωση και να λύσουμε:
m₁ * c₁ * (t₁ - t) =m₂ * c₂ * (t - t₂)
c₁ =(m₂ * c₂ * (t - t₂)) / (m₁ * (t₁ - t))
C₁ =(250 g * 4.184 J / G ° C * (17,5 ° C - 16 ° C)) / (120 g * (88 ° C - 17,5 ° C))
C₁ ≈ 0,42 J/G ° C
Συμπέρασμα
Η ειδική θερμική ικανότητα του μετάλλου είναι περίπου 0,42 J/G ° C.
Σημαντική σημείωση: Η ειδική θερμική ικανότητα του νερού είναι μια κοινή τιμή, αλλά η ειδική θερμική ικανότητα του μετάλλου θα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του μετάλλου. Εάν γνωρίζετε την ταυτότητα του μετάλλου, μπορείτε να αναζητήσετε τη συγκεκριμένη θερμική ικανότητα και να επαληθεύσετε τους υπολογισμούς.
