Formula haba ceped, cara mengira dan diselesaikan latihan

Dia Haba yang disebut Ia adalah pemindahan tenaga antara dua badan pada suhu yang berbeza. Yang suhu yang lebih tinggi memberikan haba kepada suhunya yang lebih rendah. Sama ada badan menghasilkan atau menyerap haba, suhu atau keadaan fizikalnya boleh berbeza -beza bergantung kepada jisim dan ciri -ciri bahan yang dibuatnya.

Contoh yang baik adalah dalam secawan kopi mengukus. Sudu logam dengan gula yang diaduk. Sekiranya ia ditinggalkan di dalam cawan masa yang cukup, sudu teh kopi dan logam akan berakhir. Sebilangan haba akan diteruskan ke alam sekitar, kerana sistem tidak terpencil.

Kopi dan sudu teh menjadi keseimbangan terma untuk seketika. Sumber: Pixabay.

Apabila suhu dipadankan, keseimbangan haba.

Sekiranya ujian yang sama dilakukan dengan satu sudu teh plastik, pastinya akan menyedari bahawa ia tidak memanaskan secepat logam, tetapi akhirnya ia juga akan menjadi seimbang dengan kopi dan segala yang mengelilinginya.

Ini kerana logam membawa haba lebih baik daripada plastik. Sebaliknya, kopi pasti memberi haba pada kadar yang berbeza daripada coklat panas atau minuman lain. Kemudian, haba yang diberikan atau diserap oleh setiap objek bergantung pada bahan atau bahan yang dibuat.

[TOC]

Apa itu dan formula

Haba selalu merujuk kepada aliran atau transit tenaga antara satu objek dan yang lain, kerana perbezaan suhu.

Itulah sebabnya ada perbincangan tentang haba yang diberikan atau diserap haba, kerana dengan menambahkan atau mengeluarkan haba atau tenaga dalam beberapa cara, adalah mungkin untuk mengubah suai suhu unsur.

Biasanya dipanggil jumlah haba yang dihasilkan oleh objek terpanas. Nilai ini berkadar dengan jisim objek tersebut. Badan dengan jisim yang hebat dapat menyerahkan lebih banyak haba daripada jisim yang lebih rendah.

Boleh melayani anda: Eksperimen Millikan: Prosedur, Penjelasan, Kepentingan

Perbezaan suhu Δt

Satu lagi faktor penting dalam pengiraan haba yang diberikan adalah perbezaan suhu yang objek yang menghasilkan pengalaman panas. Ia dilambangkan sebagai δT Dan ia dikira seperti ini:

Δt = t_F - T_{Sama ada}

Akhirnya, jumlah haba yang diberikan juga bergantung kepada sifat dan ciri -ciri objek, yang diringkaskan secara kuantitatif dalam pemalar yang dipanggil Haba haba spesifik, dilambangkan sebagai c.

Jadi akhirnya ungkapan untuk haba yang ditetapkan adalah seperti berikut:

Q_Sceding = - m.c.ΔT

Hasilnya dilambangkan dengan tanda negatif.

Kapasiti haba dan haba tertentu bahan

Haba spesifik adalah jumlah haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g bahan dengan 1 ° C. Ia adalah harta intrinsik bahan. Unitnya dalam sistem antarabangsa adalah: joule/kg . K (joule antara suhu kilogram x dalam darjah Kelvin).

Kapasiti haba C adalah konsep yang dikaitkan, tetapi sedikit berbeza, kerana jisim objek campur tangan. Kapasiti haba ditakrifkan seperti berikut:

C = mc

Unitnya di s.Yo. Mereka joule/k. Supaya haba yang disebut juga boleh dinyatakan sama dengan:

Q = -C. ΔT

Cara Mengiranya?

Untuk mengira haba yang diberikan oleh objek, ia dikehendaki mengetahui perkara berikut:

- Haba spesifik bahan yang memberikan haba.

- Jisim bahan tersebut

- Suhu akhir untuk mendapatkan

Nilai haba tertentu untuk banyak bahan telah ditentukan secara eksperimen dan boleh didapati dalam jadual.

Kalorimetri

Sekarang, jika nilai ini tidak diketahui, adalah mungkin untuk mendapatkannya dengan bantuan termometer dan air dalam bekas terpencil termal: calorimeter. Skim peranti ini ditunjukkan dalam angka yang mengiringi Latihan 1.

Sampel bahan direndam pada suhu tertentu dalam jumlah air yang telah diukur sebelum ini. Suhu akhir diukur dan dengan nilai yang diperolehi haba tertentu bahan ditentukan.

Boleh melayani anda: ralat rawak: formula dan persamaan, pengiraan, contoh, latihan

Membandingkan hasilnya dengan nilai yang ditabulasi, dapat diketahui apakah bahan itu. Prosedur ini dipanggil kalorimetri.

Baki haba dijalankan oleh pemuliharaan tenaga:

Q _Sceding + Q _{diserap = 0}

Latihan yang diselesaikan

Latihan 1

0 sekeping 0.35 kg pada suhu 150 ºC dalam 500 ml air pada suhu 25 º C. Cari:

a) suhu keseimbangan akhir

b) Berapa banyak aliran haba dalam proses ini?

Data

c_Tembaga = 385 j/kg . ºC

c_{air =} 4180 J/kg . ºC

Ketumpatan air: 1000 kg/m³

Skim Calorimeter Asas: Bekas dengan air terpencil dan termometer untuk mengukur perubahan suhu. Lfiente: Dr. Tilahun tesfaye [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)]

Penyelesaian

a) Tembaga memberi haba sementara air menyerapnya. Oleh kerana sistem dianggap ditutup, hanya air dan sampel campur tangan dalam keseimbangan haba:

Q _Sceding = Q _diserap

Sebaliknya, adalah perlu untuk mengira jisim 500 ml air:

500 ml = 0.5 L = 0.0005 m³

Dengan data ini jisim air dikira:

jisim = ketumpatan x isipadu = 1000 kg/m³ . 0.0005 m³ = 0.5 kg

Persamaan haba dibangkitkan dalam setiap bahan:

Q_Sceding = -m_Tembaga . c_Tembaga. ΔT = -0.35 kg . 385 J/kg .ºC . (T_F -150 ºC) = -134.75 (t_F - 150) J

Q_diserap = m_air . c_air. ΔT = 0.5 kg . 4186 J/kg . ºC .(T_F -25 ºC) = 2093 (t_F -25) J        

Menyamakan hasil yang anda ada:

2093 (t_F - 25) = -134.75 (t_F - 150)

Ia adalah persamaan linear dengan yang tidak diketahui, yang penyelesaiannya adalah:

T_F = 32.56 ºC

b) Jumlah haba yang mengalir adalah haba yang diberikan atau haba yang diserap:

Q _Sceding = - 134.75 (32.56 - 150) j = 15823 j

Q _diserap = 2093 (32.56 - 25) j = 15823 j

Latihan 2

Sekeping tembaga 100 g dipanaskan dalam ketuhar ke suhu t_{Sama ada} Dan kemudian ia diperkenalkan ke dalam kalorimeter tembaga 15 g yang mengandungi 200 g air pada 16 º c. Suhu akhir sekali dalam keseimbangan adalah 38 º c. Apabila kalorimeter dan kandungannya ditimbang, didapati bahawa 1 telah menguap.2 g air Berapakah suhu awal t_{Sama ada}?

Boleh melayani anda: lubang cacing: sejarah, teori, jenis, pembentukan

Data: haba laten pengewapan air adalah l_v = 2257 kJ/kg

Penyelesaian

Latihan ini berbeza dari yang sebelumnya, kerana ia mesti dipertimbangkan bahawa kalorimeter juga menyerap haba. Haba yang diberikan oleh sekeping tembaga dilaburkan dalam semua perkara berikut:

- Panaskan air dari kalorimeter (200 g)

- Panaskan tembaga yang mana kalorimeter dibuat (150 g)

- Menguap 1.2 gram air (untuk perubahan fasa anda juga memerlukan tenaga).

Q_Sceding = -100 x 1 x 10 ^-3 kg. 385 J/kg . ºC. (38 - t_{Sama ada} ) ºC = -38.5. (38 - t_{Sama ada}) J

Q _{diserap olehnya calorimeter} = Q _{diserap oleh air} + Q _pengewapan + Q _{diserap oleh tembaga}

0.2 kg .4186 J/kg ºC .(38 - 16 ºC) + 1.2 x 10^-3 kg. 2257000 J/kg +0.150 kg .385 J/kg .ºC.(38 - 16 ºC) =

18418.4 +2708.4 + 1270.5 J = 22397.3 j

Oleh itu:

-38.5. (38 - t_{Sama ada}) = 22397.3

T_{Sama ada} = 619.7 ºC

Haba yang diperlukan untuk membawa 1 juga boleh dipertimbangkan.2 g air sehingga 100 º C, tetapi ia adalah jumlah yang agak kecil berbanding.

Rujukan

1. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6^th. Ed. Prentice Hall. 400 - 410.
2. Kirkpatrick, l. 2007. Fizik: Lihatlah dunia. 6^TA Edisi Singkat. Pembelajaran Cengage. 156 - 164.
3. Rex, a. 2011. Asas Fizik. Pearson. 309 - 332.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fizik universiti dengan fizik moden. 14^th. Ed. Jilid 1. 556 - 553.
5. Serway, r., Vulle, c. 2011. Asas Fizik. 9^na Pembelajaran Cengage.