Article Definició de calor Equivalent mecànic de la calor Equació de la calor
1. Definició de calor
Si els objectes que tenen diferències de temperatura es toquen entre si, hi haurà transferència de calor dels objectes d'alta temperatura als objectes de baixa temperatura. La transferència de calor s'atura després que els objectes en contacte arribin a la mateixa temperatura. Per exemple, si barregem aigua calenta amb aigua freda, la calor normalment es mou de l'aigua calenta a l'aigua freda. Quan posem ferro calent en aigua freda, la calor es mou del ferro a l'aigua. La calor deixarà de fluir després que el ferro i l'aigua arribin a la mateixa temperatura. Quan una infermera et posa un termòmetre al cos, la calor es mou de...
el teu cos va cap al termòmetre. La transferència de calor s'atura un cop el teu cos i el termòmetre han arribat a la mateixa temperatura. Si el termòmetre utilitzat és un termòmetre de mercuri, quan el teu cos i el termòmetre arriben a la mateixa temperatura, la superfície del mercuri deixa de moure's. El número que es mostra a la superfície del mercuri és la temperatura del teu cos en aquell moment.
Naturalment, la calor es mou automàticament dels objectes d'alta temperatura als
Objectes de baixa temperatura. La transferència de calor tendeix a igualar la temperatura dels objectes que es toquen entre si. Al segle XVIII, els físics sospitaven que el flux de calor era el moviment d'un fluid, un tipus de fluid que no era visible (el fluid és una substància que pot fluir. El fluid inclou materials líquids i gasosos. L'aigua (líquid) inclou fluid perquè pot fluir. L'aire també inclou fluid perquè pot fluir). El fluid s'anomena calòric. La teoria de les calories ja no s'utilitza perquè, basant-se en els resultats de l'experiment, no es pot demostrar l'existència d'aquestes calories. Al segle XIX, un físic anglès anomenat James Prescott Joule (1818-1889) va aprendre a escalfar aigua en un recipient utilitzant una roda agitadora.
Basant-se en els resultats de l'experiment, Joule va fer una comparació amb l'aigua escalfada utilitzant foc. Quan una flama i un recipient que conté aigua entren en contacte, la calor es mou del foc (temperatura alta) a l'aigua (temperatura baixa). Després de fer comparacions entre l'augment de la temperatura de l'aigua a causa del contacte amb el foc i l'augment de la temperatura de l'aigua a causa del treball realitzat per l'agitador, Joule va concloure que la calor és l'energia que es mou d'un objecte d'alta temperatura a un objecte de baixa temperatura. La calor no és energia (la calor no és un tipus d'energia determinat, com ara l'energia cinètica, l'energia potencial, l'energia química, etc.). La calor és energia que es mou a causa de les diferències de temperatura. Per tant, quan la calor flueix d'objectes d'alta temperatura a objectes de baixa temperatura, l'energia es mou dels objectes d'alta temperatura als objectes de baixa temperatura. La transferència d'energia s'atura després que els objectes en contacte arribin a la mateixa temperatura.
2. Unitat de calor i l'equivalent mecànic de la calor
Les unitats de calor són calories (abreujades com a cal). Les calories són la quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d'1 gram d'aigua en 1 °C.o (precisament, de 14.5 oC a 15.5 oC). La quantitat de calor necessària varia per a diferents temperatures de l'aigua. Per a la mateixa quantitat de calor, un augment de la temperatura de l'aigua d'1 Co només es produeix entre temperatures de 14.5 oC a 15.5 oC. Les unitats de calor s'utilitzen sovint, especialment per indicar que el valor de l'energia dels aliments són quilocalories (kcal). 1 kcal = 1000 calories. Altres noms de 1 kcal = 1 caloria (lletra K majúscula). La unitat de calor per al sistema britànic és Btu (unitat tèrmica britànica). 1 Btu = la quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d'1 lliura (0.45 kg) d'aigua en 1 Fo (exactament des de 63 oF a 64 oF).
La calor està relacionada amb l'energia, per tant, necessitem saber la relació entre les unitats de calor i les unitats d'energia. Basant-nos en experiments realitzats per Joule i altres científics, se sap que un treball de 4.186 Joule equival a 1 caloria de calor.
1 caloria = 4.186 Joules
1 kcal = 1000 calories = 4186 joules
1 Btu = 778 peus (0.24 km). lb = 252 calories = 1055 joules
(1 caloria = 4.186 Joules i 1 kcal = 4186, anomenat equivalent mecànic de la calor)
3. L'equació de la calor
Si els objectes que tenen diferències de temperatura es toquen, naturalment, la calor es mou dels objectes d'alta temperatura als objectes de baixa temperatura. La transferència de calor s'atura després que tots dos objectes estiguin en equilibri tèrmic. La transferència de calor provoca canvis en la temperatura dels objectes que es toquen. A partir d'aquesta breu explicació, podeu concloure que la calor (Q) té una relació amb un objecte i els canvis en la temperatura (ΔT) de l'objecte, la massa de l'objecte (m) i el tipus d'objecte.
La relació entre la calor (Q) i el canvi de temperatura (ΔT)
Com més calor, més gran serà el canvi de temperatura. Es pot concloure que la quantitat de calor (Q) és proporcional al canvi de temperatura de l'objecte.
Q α ΔT —– Comparació 1
La relació entre la calor (Q) i la massa dels objectes (m)
La quantitat de calor (Q) és proporcional al canvi de temperatura de l'objecte. Com més aigua, més calor es necessita per augmentar la temperatura de l'aigua.
Q α m —– Comparació 2
La relació entre la calor (Q) i el tipus d'objecte (c)
La calor necessària per augmentar la temperatura d'un objecte és proporcional al tipus d'objecte.
Q α c —– Comparació 3
Les tres comparacions anteriors es combinen en una equació:
Q α mc ΔT
Q = mc ΔT
Aquesta és l'equació de la calor.
Descripció: Q = calor (Joule), m = massa de l'objecte (kg), c = calor específica (J / kg C o K)
