Hvis objekter med ulik temperatur kommer i kontakt med hverandre, vil varme naturlig bevege seg fra objektet med høyest temperatur til objektet med lavere temperatur. Varmeoverføringen stopper når de to objektene når termisk likevekt . Man kan sies at varmeoverføring forårsaker en endring i temperaturen til objektene som er i kontakt. Basert på denne korte forklaringen konkluderes det med at varme (Q) er relatert til et objekt og endringen i temperatur (delta T) til det objektet. Hvert objekt har en masse (m), og objekttypen er også forskjellig.
Utledningen av varmeformelen i denne artikkelen gjøres gjennom resonnement. Du kan bevise gyldigheten av denne resonnementet basert på dine hverdagserfaringer eller ved å utføre et eksperiment.
Forholdet mellom varme (Q) og temperaturendring (delta T)
Det er to beholdere fylt med vann av samme masse. Vannet varmes opp med to forskjellige brennere. Flammen på den ene brenneren er lavere, mens flammen på den andre brenneren er høyere. Hvis begge varmes opp i ti minutter, hvilken beholder er varmest? Hvis du noen gang har varmet opp vann, vil du være enig i at vannet som varmes opp med komfyren med den høyeste flammen er varmere (den endelige temperaturen på vannet er høyere eller temperaturendringen er større).
Flammen representerer varmemengden (Q). En liten flamme har lite varme, en stor flamme har mer varme. Når det er lite varme, er temperaturendringen liten. Når det er mye varme, er temperaturendringen stor. Jo mer varme, desto større er temperaturendringen. Det kan konkluderes med at varmemengden (Q) er proporsjonal med temperaturendringen til objektet.
Forholdet mellom varme (Q) og massen til objektet (m)
Det er to beholdere fylt med vann med ulik masse. Den ene beholderen er fylt med mer vann, og den andre beholderen er fylt med mindre vann. Vannet varmes opp ved hjelp av to ovner som har samme flamme. Hvis begge varmes opp i ti minutter, hvilket vann i beholderen er varmest? Hvis du noen gang har varmet opp vann, vil du være enig i at vannet i mindre vann er varmest (den endelige temperaturen på vannet er større, eller temperaturendringen er større). For at mer vann skal oppleve samme temperaturendring som mindre vann, må flammen som varmer opp mer vann forstørres.
Vannmengden representerer massen av vannet (m). Størrelsen på flammen representerer varmemengden. Det kan konkluderes med at varmemengden (Q) er proporsjonal med temperaturendringen til objektet. Jo mer vann, desto mer varme kreves for å heve temperaturen på vannet.
Forholdet mellom varme (Q) og typen objekt ( c )
Hvis du varmer opp en jernstang og en glassstang av samme størrelse samtidig med samme flamme, hva vil varmes opp raskest, jernet eller glasset? Jernet vil selvsagt varmes opp raskest. Det kan konkluderes med at varmen som kreves for å heve temperaturen på en gjenstand er proporsjonal med typen gjenstand.
De tre sammenligningene ovenfor kombineres til en ligning:
Dette er formelen eller varmeligningen.
Informasjon: Q = varme (Joule), m = objektets masse (kg), c = objektets spesifikke varme (J/kg Co), delta T = temperaturendring (Co eller K)
1. Fem kilo is ved en temperatur på -22 ° C varmes opp til all isen smelter ved en temperatur på 0 ° C. Hvis isens latente varme er 333 kJ/kg og isens spesifikke varme er 2100 J/kg C₂ , er den nødvendige mengden varme ...
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
C. 1696 kJ
D. 19 800 kJ
E. 1896 kJ
Diskusjon
Det er kjent:
Ismasse (m) = 5 kg
Starttemperatur (T) = -22 ° C
Latent isvarme (L) = 333 kJ/kg = 333 000 J/kg
Isens spesifikke varme (c) = 2100 J/kg C o
Spørsmål: Mengden varme som kreves (Q)
Jawab:
Prosess 1: øk temperaturen på isen fra -22 ° C til 0 ° C
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231 000 joule
Prosess 2: smelt all isen til vann
Q = m L = (5)(333 000) = 1 665 000 J
Total varme = 231 000 J + 1 665 000 J = 1 896 000 J = 1 896 kJ
Det riktige svaret er E.
Kilde for spørsmålet:
SBMPTN fysikkspørsmål
