Ako objekti s različitim temperaturama dođu u kontakt jedan s drugim, toplina se prirodno prenosi s objekta s višom temperaturom na objekt s nižom temperaturom. Prijenos topline prestaje kada dva objekta dostignu toplinsku ravnotežu . Može se reći da prijenos topline uzrokuje promjenu temperature objekata u kontaktu. Na osnovu ovog kratkog objašnjenja, zaključuje se da je toplina (Q) povezana s objektom i promjenom temperature (delta T) tog objekta. Svaki objekt ima masu (m), a vrsta objekta je također različita.
Izvođenje toplotne formule u ovom članku izvršeno je putem zaključivanja. Validnost ovog zaključivanja možete dokazati na osnovu svojih svakodnevnih iskustava ili provođenjem eksperimenta.
Odnos između toplote (Q) i promjene temperature (delta T)
Dvije posude su napunjene vodom iste mase. Voda se zagrijava pomoću dva različita plamenika. Plamen na jednom plameniku je niži, dok je plamen na drugom plameniku viši. Ako se oba zagrijavaju deset minuta, koja je posuda toplija? Ako ste ikada zagrijavali vodu, složit ćete se da je voda zagrijana pomoću štednjaka s višim plamenom toplija (konačna temperatura vode je viša ili je promjena temperature veća).
Plamen predstavlja količinu toplote (Q). Mali plamen ima malo toplote, veliki plamen ima više toplote. Kada ima malo toplote, promjena temperature je mala. Kada ima mnogo toplote, promjena temperature je velika. Što je više toplote, veća je promjena temperature. Može se zaključiti da je količina toplote (Q) proporcionalna promjeni temperature objekta.
Odnos između toplota (Q) i masa objekta (m)
Dvije posude su napunjene vodom različitih masa, jedna posuda je napunjena s više vode, a druga s manje vode. Voda se zagrijava pomoću dvije peći s istim plamenom. Ako se obje zagrijavaju deset minuta, koja je voda u posudi toplija? Ako ste ikada zagrijavali vodu, složit ćete se da je voda u manjoj količini vode toplija (konačna temperatura vode je veća ili je promjena temperature veća). Da bi veća količina vode doživjela istu promjenu temperature kao i manja količina vode, plamen koji zagrijava veću količinu vode mora se povećati.
Količina vode predstavlja masu vode (m). Veličina plamena predstavlja količinu topline. Može se zaključiti da je količina topline (Q) proporcionalna promjeni temperature objekta. Što je više vode, to je potrebno više topline da se povisi temperatura vode.
Odnos između toplote (Q) i vrste objekta ( c )
Ako istovremeno zagrijavate željeznu i staklenu šipku iste veličine koristeći isti plamen, šta će se brže zagrijati, željezo ili staklo? Naravno, željezo će se brže zagrijati. Može se zaključiti da je toplina potrebna za povišenje temperature objekta proporcionalna vrsti objekta.
Tri gornja poređenja su kombinovana u jednačinu:
Ovo je formula ili jednačina toplote.
Informacije: Q = toplota (džuli), m = masa objekta (kg), c = specifična toplota objekta (J/kg Co), delta T = promjena temperature (°Co ili K)
1. Pet kilograma leda na temperaturi od -22 ° C zagrijava se dok se sav led ne otopi na temperaturi od 0 ° C. Ako je latentna toplota leda 333 kJ/kg, a specifična toplota leda 2100 J/kg C o , tada je potrebna količina toplote ...
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
C. 1696 kJ
D. 1796 kJ
E. 1896 kJ
Diskusija
Poznato je:
Masa leda (m) = 5 kg
Početna temperatura (T) = -22 ° C
Latentna toplota leda (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
Specifična toplota leda (c) = 2100 J/kg C₂O
Pitanje: Potrebna količina toplote (Q)
Odgovor:
Proces 1: povećati temperaturu leda sa -22 ° C na 0 ° C
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231.000 džula
Postupak 2: otopite sav led u vodu
Q = m L = (5)(333.000) = 1.665.000 J
Ukupna toplota = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
Tačan odgovor je E.
Izvor pitanja:
Pitanja iz fizike za SBMPTN
