Se obxectos con diferentes temperaturas entran en contacto entre si, a calor móvese naturalmente do obxecto coa temperatura máis alta ao obxecto coa temperatura máis baixa. A transferencia de calor detense unha vez que os dous obxectos alcanzan o equilibrio térmico . Pódese dicir que a transferencia de calor provoca un cambio na temperatura dos obxectos en contacto. Baseándose nesta breve explicación, conclúese que a calor (Q) está relacionada cun obxecto e co cambio de temperatura (delta T) dese obxecto. Cada obxecto ten unha masa (m) e o tipo de obxecto tamén é diferente.
A derivación da fórmula da calor neste artigo faise mediante o razoamento. Podes demostrar a validez deste razoamento baseándote nas túas experiencias cotiás ou realizando un experimento.
A relación entre a calor (Q) e o cambio de temperatura (delta T)
Hai dous recipientes cheos de auga da mesma masa. A auga quéntase usando dous queimadores diferentes. A chama dun queimador é máis baixa, mentres que a chama do outro queimador é máis alta. Se ambos se quentan durante dez minutos, cal dos recipientes está máis quente? Se algunha vez quentaches auga, estarás de acordo en que a auga quentada usando o fogón coa chama máis alta está máis quente (a temperatura final da auga é máis alta ou o cambio de temperatura é maior).
A chama representa a cantidade de calor (Q). Unha chama pequena ten pouca calor, unha chama grande ten máis calor. Cando hai pouca calor, o cambio de temperatura é pequeno. Cando hai moita calor, o cambio de temperatura é grande. Canta máis calor, maior será o cambio de temperatura. Pódese concluír que a cantidade de calor (Q) é proporcional ao cambio de temperatura do obxecto.
Relación entre calor (Q) e masa do obxecto (m)
Hai dous recipientes cheos de auga con diferentes masas, un recipiente está énchese con máis auga e o outro recipiente está énchese con menos auga. A auga quéntase usando dous fogóns que teñen a mesma chama. Se ambos se quentan durante dez minutos, cal das dúas augas do recipiente está máis quente? Se algunha vez quentaches auga, estarás de acordo en que a auga en menos auga está máis quente (a temperatura final da auga é maior ou o cambio de temperatura é maior). Para que canta máis auga experimente o mesmo cambio de temperatura que canta menos auga hai, a chama que quenta máis auga debe agrandarse.
A cantidade de auga representa a masa da auga (m). O tamaño da chama representa a cantidade de calor. Pódese concluír que a cantidade de calor (Q) é proporcional ao cambio de temperatura do obxecto. Canta máis auga, máis calor se necesita para elevar a temperatura da auga.
A relación entre a calor (Q) e o tipo de obxecto ( c )
Se quentas unha barra de ferro e unha barra de vidro do mesmo tamaño simultaneamente coa mesma chama, cal quentará máis rápido, o ferro ou o vidro? Por suposto, o ferro quentarase máis rápido. Pódese concluír que a calor necesaria para elevar a temperatura dun obxecto é proporcional ao tipo de obxecto.
As tres comparacións anteriores combínanse nunha ecuación:
Esta é a fórmula ou ecuación da calor.
Información: Q = calor (Xulios), m = masa do obxecto (kg), c = calor específica do obxecto (J/kg C)o), delta T = cambio de temperatura (Co ou K)
1. Cinco quilogramos de xeo a unha temperatura de -22 ° C quéntanse ata que todo o xeo se derrete a unha temperatura de 0 ° C. Se a calor latente do xeo é de 333 kJ/kg e a calor específica do xeo é de 2100 J/kg de C₂O₂ , entón a cantidade de calor necesaria é...
1496 kJ
1596 kJ
C. 1696 kJ
1796 kJ
E. 1896 kJ
Discusión
Sábese:
Masa do xeo (m) = 5 kg
Temperatura inicial (T) = -22 ° C
Calor latente do xeo (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
Calor específico do xeo (c) = 2100 J/kg de C o
Pregunta: A cantidade de calor necesaria (Q)
Resposta:
Proceso 1: aumentar a temperatura do xeo de -22 ° C a 0 ° C
Q = mc⁻¹ ΔT = (5)(2100)(22) = 231.000 Joules
Proceso 2: derreter todo o xeo en auga
Q = m L = (5)(333.000) = 1.665.000 J
Calor total = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
A resposta correcta é E.
Orixe da pregunta:
Preguntas de física de SBMPTN
