Spezifische Wärme ist die Energiemenge, die benötigt wird, um ein Gramm eines reinen Stoffes um ein Grad Celsius zu erhöhen. Die spezifische Wärme eines Stoffes hängt von seiner molekularen Struktur und Phase ab. Die Entdeckung der spezifischen Wärme belebte das Studium der Thermodynamik, das Studium der Energieänderungen durch Wärme und der Arbeit eines Systems. Spezifische Wärme und Thermodynamik finden breite Anwendung in der Chemie, Nukleartechnik und Aerodynamik sowie im Alltag in Autokühlern und Kühlsystemen. Wenn Sie wissen möchten, wie die spezifische Wärme berechnet wird, folgen Sie einfach diesen Schritten.
Schritt
Methode 1 von 2: Erlernen der Grundlagen
Schritt 1. Verstehen Sie die Begriffe, die zur Berechnung der spezifischen Wärmen verwendet werden
Es ist wichtig, die zur Berechnung der spezifischen Heats verwendeten Begriffe zu verstehen, bevor Sie die Formel für spezifische Heats lernen. Sie müssen wissen, wie Sie die Symbole jedes Begriffs unterscheiden und ihre Bedeutung verstehen. Hier sind einige Begriffe, die häufig in Gleichungen verwendet werden, um die spezifische Wärme eines Stoffes zu berechnen:
-
Delta oder das Symbol steht für eine Änderung einer Variablen.
Wenn Ihre Anfangstemperatur (T1) beispielsweise 150 °C beträgt und Ihre zweite Temperatur (T2) 20 °C beträgt, dann entspricht T oder Temperaturänderung 150 °C - 20 °C oder 130 °C
- Die Masse des Materials wird mit m bezeichnet.
- Die Wärmemenge wird mit Q bezeichnet. Die Wärmemenge wird in Einheiten von J oder Joule angegeben.
- T ist die Temperatur des Stoffes.
- Spezifische Wärme wird mit C. bezeichnetP.
Schritt 2. Studieren Sie die Gleichungen für spezifische Wärmen
Wenn Sie mit den Begriffen zur Berechnung der spezifischen Wärme vertraut sind, sollten Sie die Gleichung studieren, um die spezifische Wärme eines Stoffes zu ermitteln. Die Formel lautet: CP = Q/mΔT.
-
Sie können diese Formel ändern, wenn Sie die Wärmeänderung anstelle der spezifischen Wärme ermitteln möchten. Die Formel wird wie folgt aussehen:
Q = mCPT
Methode 2 von 2: Berechnung der spezifischen Wärme
Schritt 1. Studieren Sie die Gleichungen
Zuerst müssen Sie sich die Gleichung ansehen, um herauszufinden, was Sie tun müssen, um die spezifische Wärme zu finden. Sehen Sie sich dieses Problem an: Bestimmen Sie die spezifische Wärme von 350 g einer unbekannten Substanz, wenn ihr eine Wärme von 34.700 Joule gegeben wird und ihre Temperatur ohne Phasenwechsel von 22 °C auf 173 °C ansteigt.
Schritt 2. Notieren Sie die bekannten und unbekannten Faktoren
Wenn Sie das Problem bereits verstehen, können Sie die bekannten und unbekannten Variablen aufschreiben, um besser zu wissen, was Sie tun. So geht's:
- m = 350 g
- Q = 34.700 Joule
- T = 173ºC - 22ºC = 151ºC
- CP = unbekannt
Schritt 3. Setzen Sie die bekannten Faktoren in die Gleichung ein
Sie kennen bereits den Wert aller Variablen außer CP, also musst du die anderen Werte in die ursprüngliche Gleichung einsetzen und C. findenP So machen Sie es:
- Ausgangsgleichung: CP = Q/mΔT
- c = 34.700 J/(350 g x 151 °C)
Schritt 4. Lösen Sie die Gleichung
Da Sie die bekannten Faktoren bereits in die Gleichung eingerechnet haben, verwenden Sie einfach eine einfache Arithmetik, um sie zu lösen. Die spezifische Wärme oder das Endprodukt beträgt 0,65657521286 J/(g x C).
- CP = 34.700 J/(350 g x 151ºC)
- CP = 34.700 J/(52850 g x C)
- CP = 0, 65657521286 J/(g x C)
Tipps
- Die SI-Einheit (Internationales System) für die spezifische Wärme ist Joule pro Grad Celsius pro Gramm.
- Metall erwärmt sich aufgrund seiner geringen spezifischen Wärme schneller als Wasser.
- Kalorimeter werden manchmal zur Wärmeübertragung verwendet, wenn eine physikalische oder chemische Veränderung auftritt.
- Wenn Sie nach bestimmten Läufen suchen, streichen Sie die Einheiten durch, die durchgestrichen werden können.
- Bestimmte Läufe für viele Objekte können online gesucht werden, um Ihre Arbeit zu überprüfen.
- Bei Werkstoffen mit geringer spezifischer Wärme ist die Temperaturänderung bei sonst gleichen Bedingungen größer als bei anderen Werkstoffen.
- Lernen Sie die Formel zum Ermitteln der spezifischen Wärme eines Lebensmittels. CP = 4.180 x b + 1.711 x p + 1.928 x f + 1.547 x c + 0,908 x a ist die Gleichung, die verwendet wird, um die spezifische Wärme eines Lebensmittels zu ermitteln, wobei w der Wasseranteil des Lebensmittels ist, p der Proteinanteil des Lebensmittels ist, f der Fettanteil des Lebensmittels ist, c der Anteil der Kohlenhydrate im Lebensmittel ist Nahrung, und a ist der Prozentsatz der Mineralien in der Nahrung. Diese Gleichung berücksichtigt das Massenverhältnis (x) aller Zutaten im Lebensmittel. Die Berechnung der spezifischen Wärme wird in Einheiten von kJ/(kg-K) geschrieben.
