Ef hlutir sem hafa mismunandi hitastig snertast hver við annan, þá er það eðlilegt hita færist frá hlut með háan hita yfir í hlut með lágan hita. Varmaflutningurinn stöðvast eftir að hlutirnir tveir hafa verið hitajafnvægiÞað má segja að varmaflutningur valda breytingum suhu hlutir sem snerta hver annan. Byggt á þessari stuttu útskýringu er niðurstaðan sú að hita (Q) á í sambandi við hlutur Dan hitabreytingar (delta T) hlutarins. Hver hlutur hefur massa (m) og gerðir hluta eru einnig mismunandi.
Hafna hitaformúla Þessi ritgerð notar rökhugsun. Þú getur sannað sannleiksgildi þessarar rökhugsunar út frá daglegri reynslu þinni, eða þú getur líka framkvæmt tilraun.
Tengsl milli krennsli (Q) og phitabreyting (delta T)
Þetta eru tvö ílát fyllt með vatni af sama massa. Vatnið er hitað með tveimur mismunandi brennurum. Loginn á öðrum brennaranum er lægri en loginn á hinum er hærri. Ef báðir eru hitaðir í tíu mínútur, hvor ílátið er heitara? Ef þú hefur einhvern tíma hitað vatn, þá munt þú vera sammála um að vatnið sem hitað er með eldavélinni með hærri loganum er heitara (lokahitastig vatnsins er hærra eða hitabreytingin er meiri).
Loginn táknar magn hita (Q). Lítill logi hefur lítinn hita, stór logi hefur meiri hita. Þegar lítill hiti er til staðar er hitabreytingin lítil. Þegar mikill hiti er til staðar er hitabreytingin mikil. Því meiri hiti, því meiri er hitabreytingin. Hægt er að álykta að magn hita (Q) sé í réttu hlutfalli við breytingu á hitastigi hlutarins.
Tengsl milli hiti (Q) og massi hlutarins (m)
Það eru tveir ílát fyllt með vatni með mismunandi massa, annar ílátinn er fylltur með meira vatni, hinn ílátinn er fylltur með minna vatni. Vatnið er hitað með tveimur ofnum sem hafa sama loga. Ef báðir eru hitaðir í tíu mínútur, hvor vatnið í ílátinu er heitara? Ef þú hefur einhvern tíma hitað vatn þá munt þú vera sammála um að vatnið í minna vatni er heitara (lokahitastig vatnsins er meira eða hitabreytingin er meiri). Til þess að því meira vatn sem er í því að upplifa sömu hitabreytingu og því minna vatn sem er í því að hita, því meira vatn, verður að stækka logann sem hitar meira vatnið.
Vatnsmagnið táknar massa vatnsins (m). Stærð logans táknar magn varma. Hægt er að álykta að magn varma (Q) sé í réttu hlutfalli við breytingu á hitastigi hlutarins. Því meira vatn, því meiri varmi þarf til að hækka hitastig vatnsins.
Tengsl milli hita (Q) og gerð hlutur (c)
Ef þú hitar járnstöng og glerstöng af sömu stærð samtímis með sama loga, hvort mun þá hitna hraðar, járnið eða glerið? Járnið mun auðvitað hitna hraðar. Hægt er að álykta að hitinn sem þarf til að hækka hitastig hlutar sé í réttu hlutfalli við gerð hlutarins.
Þrjár samanburðarjöfnurnar hér að ofan eru sameinaðar í jöfnu:
Þetta er formúlan eða hitajafnan.
Upplýsingar: Q = hiti (Joule), m = massi hlutarins (kg), c = eðlisvarmi hlutarins (J/kg Co), delta T = breyting á hitastigi (Co eða K)
1. Fimm kíló af ís við -22 gráður á CelsíusoC er hitað þar til allur ísinn bráðnar við hitastigið 0oC. Ef dulinn hiti ís 333 kJ/kg og eðlisvarmi íss 2100 J/kg Co, síðan talan hita það sem þarf er…
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
C. 1696 kJ
D. 1796 kJ
E. 1896 kJ
Umræða
Það er vitað:
Massi íss (m) = 5 kg
Upphafshitastig (T) = -22oC
Duldur hiti íss (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
Eðlisvarmi íss (c) = 2100 J/kg Co
Spurði: Magn hita sem þarf (Q)
Svar:
Aðferð 1: hækka hitastig ísins úr -22oC til 0oC
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231.000 joular
Aðferð 2: bræða allan ísinn í vatn
Q = m L = (5)(333.000) = 1.665.000 J
Heildarhiti = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
Rétta svarið er E.
Heimild spurningar:
SBMPTN eðlisfræðispurningar
