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 dosegnu toplinsku ravnotežu . Može se reći da prijenos topline uzrokuje promjenu temperature objekata u kontaktu. Na temelju 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 toplinske formule u ovom članku provedeno je logičkim zaključivanjem. Validnost ovog zaključivanja možete dokazati na temelju svojih svakodnevnih iskustava ili provođenjem eksperimenta.
Odnos između topline (Q) i promjene temperature (delta T)
Dvije su posude 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 topline (Q). Mali plamen ima malo topline, veliki plamen ima više topline. Kada ima malo topline, promjena temperature je mala. Kada ima puno topline, promjena temperature je velika. Što je više topline, to je veća promjena temperature. Može se zaključiti da je količina topline (Q) proporcionalna promjeni temperature objekta.
Odnos između toplina (Q) i masa tijela (m)
Dvije su posude napunjene vodom različitih masa, jedna je napunjena s više vode, a druga s manje vode. Voda se zagrijava pomoću dva štednjaka koji imaju isti plamen. Ako se oba 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 za povišenje temperature vode.
Odnos između topline (Q) i vrste objekta ( c )
Ako istovremeno zagrijavate željeznu šipku i staklenu šipku iste veličine koristeći isti plamen, što će se brže zagrijati, željezo ili staklo? Naravno, željezo će se brže zagrijati. Može se zaključiti da je toplina potrebna za povišenje temperature predmeta proporcionalna vrsti predmeta.
Tri gornje usporedbe kombiniraju se u jednadžbu:
Ovo je formula ili jednadžba topline.
Informacije: Q = toplina (džuli), m = masa tijela (kg), c = specifična toplina tijela (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 toplina leda 333 kJ/kg, a specifična toplina leda 2100 J/kg C o , tada je potrebna količina topline ...
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
cca. 1696 kJ
D. 1796 kJ
E. 1896 kJ
Rasprava
Poznato je:
Masa leda (m) = 5 kg
Početna temperatura (T) = -22 ° C
Latentna toplina leda (L) = 333 kJ/kg = 333 000 J/kg
Specifična toplina leda (c) = 2100 J/kg C₂O
Pitanje: Potrebna količina topline (Q)
Džavab:
Postupak 1: povećati temperaturu leda s -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 toplina = 231 000 J + 1 665 000 J = 1 896 000 J = 1 896 kJ
Točan odgovor je E.
Izvor pitanja:
Pitanja iz fizike za SBMPTN
