care este

Poate că vă amintiți din tutorialul de măsurare că distanța, masa și volumul s-au bazat pe apă. Același lucru este valabil și pentru unele unități de energie. Această sticlă de litru vă va ajuta să ilustrați aceste unități. Dacă ați luat sticla și ați aruncat-o astfel încât să dureze o secundă pentru a face aruncarea și sticla călătorea cu 1 metru pe secundă viteză pe măsură ce o dați drumul, un „joule” de energie a fost transferat în sticlă. (Joule poartă numele lui James Joule) Forța pe care ați exercitat-o ​​asupra kilogramului de apă pentru a obține acel litru de apă până la 1 metru pe secundă este definită ca un „newton” de forță (simbolul este N). Energia este adesea calculată ca forță ori distanță. Deci, în acest caz, un newton de forță ori un metru se numește fie newton · metru, fie un joule.

O altă unitate de energie bazată pe apă este caloria. O calorie este definită ca cantitatea de energie necesară pentru a crește 1 gram de apă cu 1 grad Celsius. Dacă este un kilogram de apă (1 litru), ei numesc asta kilocalorie sau calorie alimentară.

În acest exemplu. avem un kilogram de apă. Asta ar necesita 1.000 de calorii pentru a-l crește cu 1 grad Celsius. Dacă mergeți de la temperatura camerei (20 ° C) până la aproape fierbere (90 ° C), aceasta este o creștere de 70 de grade și, prin urmare, 70 x 1000 de calorii, sau 70.000 de calorii pentru a-l încălzi.

De exemplu, căldura specifică a aurului este de peste 30 de ori mai mică decât cea a apei. Cu alte cuvinte, un kilogram de aur va merge de la 20 ° C la 90 ° C, în timp ce apa va merge de la 20 ° C la 22 ° C doar atunci când ambele sunt încălzite în mod egal. Căldura specifică a aurului este de 0,031 calorii pe gram pe grad Celsius (0,031cal/g · ° C).

De ce o diferență atât de mare? (Vezi paragraful următor (

O abordare mai obișnuită pentru a găsi căldura specifică a unei substanțe (cum ar fi metalele) este încălzirea acelei substanțe și apoi punerea acesteia într-o cantitate cunoscută de apă.

Fierarul poate că a fost unul dintre primii oameni care au recunoscut acest lucru. De multe ori cad diferite metale într-o găleată de apă pentru a răci metalul. Au observat, fără îndoială, că apa se va încălzi. Știau cu cât bucata de metal este mai grea, cu atât apa se va încălzi mai mult. Este posibil să fi observat că diferite metale cu greutate egală nu ar încălzi apa la aceeași temperatură.

Așa cum am bănui că o potcoavă fierbinte de fier căzută în această apă va încălzi apa în același timp cu răcirea potcoavei. De asemenea, într-un minut cam așa, potcoava și apa vor avea aceeași temperatură.

Cunoscând masa potcoavului, masa apei, plus temperaturile inițiale ale apei și potcoava, împreună cu temperatura finală a apei, putem da seama de căldura specifică a fierului.

Trucul pentru a afla acest lucru este să recunoaștem că energia pierdută de potcoavă va fi energia câștigată de apă. Cu alte cuvinte, caloriile pierdute sunt egale cu caloriile câștigate.

Căldura specifică este caloriile pe gram pe grad Celsius. Asta înseamnă că dacă ne înmulțim cu grame și grade Celsius, acele unități se anulează și rămân doar cu calorii (energie)

Să presupunem că această potcoavă cântărea 449 de grame și avea 455 ° C înainte de a cădea în apă. Au existat 2.00 litri (2.000 g) de apă, care a început la 24V ° C și a ajuns la 34.2V ° C. Care este căldura specifică fierului?

Din nou, stabilim o ecuație care arată că energia pierdută de fier este egală cu energia câștigată de apă.

Observați în foaia de calcul de mai jos că cea ° C din numitor anulează ambele ° C din numerator, deoarece după ce cele din numerator sunt scăzute, mai rămâne doar un ° C.

Problema 7: Care este răspunsul dvs. pentru I5?
Problema 8: Care este răspunsul dvs. pentru L5?
Problema 9: Care este căldura specifică a rocilor testate (I8)?

O pătură electrică scoate aproximativ 100 de wați de căldură. Peste 8 ore scoate energie de 100x8 sau 800 de wați-oră. Roca comună (cuarț) are o căldură specifică de 0,19 cal/g · ° C. Problema 10: Câte kilograme de cuarț ar trebui încălzite până la 450 ° C pentru a degaja același lucru cu energia termică ca pătura electrică dacă rocile se răcesc de la 450 ° C (încălzit într-un foc) până la temperatura de 37 ° C) ? (Aceste probleme sunt dificile, dar trebuie doar să lăsați analiza dimensională să vă ghideze. Când creez astfel de probleme, nu știu cum să le rezolv inițial. Mă uit la unități și decid ce trebuie convertit și lăsat dimensiunile ghidează calculele. În foaia de calcul de mai jos primeam niște răspunsuri ciudate. Am realizat apoi că unitățile Celsius nu se anulează. Am văzut că timpul final și inițial trebuie să fie în numitor pentru ca Celsius în L2 să fie anulat., din nou, urmărirea unităților decide dacă înmulțirea sau împărțirea este ceea ce trebuie făcut. Notă: scăderea 450 ° C din 37 ° C face un număr negativ. Tratați-l doar ca pozitiv.