Calcola la capacità termica

La capacità termica misura quanta energia devi aggiungere a qualcosa per renderlo un grado più caldo. Trovare la capacità termica di qualcosa si riduce a una semplice formula. Dividere la quantità di energia termica fornita dalla variazione di temperatura per determinare quanta energia è stata richiesta per grado. Tutto ha una diversa capacità termica. Formula: Capacità termica = (energia termica) / (cambiamento di temperatura)

Passi

Metodo 1 di 2: Determinazione della capacità termica di un oggetto

Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 1
1. Conoscere la formula per la capacità termica. La capacità termica di un oggetto può essere calcolata dividendo la quantità di energia termica fornita (E) per la corrispondente variazione di temperatura (T). La nostra equazione è: capacità termica = E / T.
  • Esempio: occorrono 2000 Joule di energia per rendere un blocco più caldo di 5 gradi Celsius -- qual è la capacità termica del blocco?
  • Capacità termica = E / T
  • Capacità termica = 2000 Joule/5 C
  • Capacità termica = 400 Joule per grado Celsius (J/C)
Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 2
2. Determinare la differenza di temperatura per variazioni di più gradi. Ad esempio, se voglio conoscere la capacità termica di un blocco e so che ci vogliono 60 Joule per aumentare la temperatura del blocco da 8 gradi a 20 gradi, allora devo conoscere la differenza di temperatura, per determinare la capacità termica. Poiché 20 - 8 = 12, la variazione di temperatura del blocco è di 12 gradi. Dunque:
  • Capacità termica = E / T
  • Capacità termica del blocco = 60 Joule / (20°C - 8°C)
  • 60 Joule/12 C
  • Capacità termica del blocco = 5 J/C
  • Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 3
    3. Metti le unità corrette dopo la tua risposta per darle un significato. Una capacità termica di 300 non significa nulla se non sai come è stata misurata. La capacità termica può essere misurata dall`energia richiesta per grado. Quindi, se misuriamo l`energia in Joule e la variazione di temperatura in gradi Celsius, la nostra risposta finale è quanti Joule sono necessari per grado Celsius. Quindi diamo la nostra risposta come 300 J/C o 300 Joule per grado Celsius.
  • Se si misura l`energia termica in calorie e la temperatura in Kelvin, la risposta precedente sarebbe 300 C/K.
  • Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 4
    4. Sappi che questa equazione si applica anche al raffreddamento degli oggetti. Quando qualcosa diventa due gradi più freddo, perde esattamente la stessa quantità di calore che guadagnerebbe quando diventa due gradi più caldo. Quindi, se ti viene chiesto: "Qual è la capacità termica di un oggetto se perde 50 Joule di energia e si raffredda di 5 gradi Celsius, puoi comunque utilizzare la nostra equazione:
  • Capacità termica: 50 J/5 C
  • Capacità termica = 10 J/C
  • Metodo 2 di 2: Utilizzo del calore specifico

    Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 5
    1. Il calore specifico si riferisce all`energia necessaria per rendere un grammo di una sostanza un grado più caldo. Quando conosci la capacità termica di un`unità di qualcosa (1 grammo, 1 oncia, 1 chilo, ecc.).), allora hai trovato il calore specifico di questo oggetto. Te lo dice il calore specifico quanta energia è necessaria per aumentare di un grado la temperatura di ciascuna unità. Ad esempio, occorrono 0,417 Joule di energia per rendere 1 grammo d`acqua più caldo di 1 grado Celsius. Quindi il calore specifico dell`acqua è 0,417 J/C per grammo.
    • Il calore specifico di un materiale è costante. Ciò significa che acqua pulita ha sempre lo stesso calore specifico – 0,417 J/C.
    Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 6
    2. Usa la formula della capacità termica per trovare il calore specifico di qualcosa. È facile: dividi la tua risposta finale per la massa dell`oggetto o della sostanza. Questo ti dice quanta energia sarebbe necessaria per ogni parte dell`oggetto, ad esempio quanti Joule ci vogliono per cambiare la temperatura in un solo grammo di ghiaccio.
  • Esempio: `Ho 100 grammi di gelato. Occorrono 406 Joule per aumentare la temperatura del ghiaccio di 2 gradi Celsius -- qual è il calore specifico del ghiaccio?``
  • Capacità termica per 100 g di ghiaccio = 406 J / 2 C
  • Capacità termica per 100 g di ghiaccio = 203 J/C
  • Capacità termica per 1 g di ghiaccio = 2,03 J/C per grammo
  • Se trovi questo confuso, pensa in questo modo: ci vogliono 2,03 Joule per aumentare di un grado la temperatura di un grammo di ghiaccio. Quindi, se abbiamo bisogno di 100 grammi di ghiaccio, abbiamo bisogno di 100 volte il Joule per scaldarlo tutto.
  • Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 7
    3. Usa il calore specifico per calcolare quanta energia ci vuole per sollevare un singolo materiale a una data temperatura. Il calore specifico di qualcosa ti dice quanta energia ci vuole per alzare un`unità (di solito 1 grammo) di 1 grado. Per trovare il calore necessario per rendere un oggetto più caldo, basta moltiplicare tutte le parti insieme. Energia richiesta = massa x calore specifico x variazione di temperatura. La risposta è sempre in un`unità di energia, come Joule.
  • Esempio: "Se il calore specifico dell`alluminio è 0,902 Joule per grammo, quanti Joule sono necessari per rendere 5 grammi di alluminio più caldi di 2 gradi Celsius?
  • Energia richiesta = 5 g x 0,902 J/C x 2 C
  • Energia richiesta = 9,2 J
  • Immagine titolata Calculate Heat Capacity Step 8
    4. Conoscere il calore specifico delle sostanze comuni. Per esercitarti imparerai le principali batterie specifiche che potresti incontrare in un test o nella vita reale. Cosa puoi imparare da questo? Si noti, ad esempio, che il calore specifico dei metalli è molto inferiore a quello del legno: ecco perché un cucchiaio di metallo si riscalda più velocemente di uno di legno in una tazza di cioccolata calda. Un calore specifico inferiore significa che un oggetto si riscalda più velocemente.
  • Acqua: 4.179 J/C
  • Aria: 1,01 J/C
  • Legno: 1,76
  • Alluminio: 0,902 J/C
  • Oro: 0,129 J/C
  • Ferro: 0,450 J/C
  • Consigli

    • L`S.io.-l`unità di capacità termica è Joule per Kelvin, non solo Joule
    • La variazione di temperatura è annotata come ∆ (delta) T, non solo con T (diciamo: 30 delta K e non 30 K)
    • Il calore (energia) ha il Joule come S.io.-unità

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