O le Fua Fa'avae a Black
O le Mataupu Faavae a Black o se manatu faavae i le fisiki e fesoʻotaʻi ma le fesiitaiga o le vevela. Na faʻalauiloa mai e Joseph Black, o se fisiki ma se kemisi Sikotilani i le seneturi lona 18. E taua tele mo le malamalama i le auala e fesiitaʻi ai le vevela mai le tasi mea i le isi mea ma e lautele lona faʻaaogaina i matāʻupu e amata mai i inisinia i le saienisi o le siosiomaga. O lenei tusiga o le a faʻamatalaina ai le manatu faavae o le Mataupu Faavae a Black, ona faʻaaogaina, ma tuʻuina atu ni faʻataʻitaʻiga aoga e tuʻuina atu ai se malamalamaga atoatoa.
Manatu Faavae
O le Mataupu Faavae a Black e faatatau i le tulafono o le faasaoina o le malosi i le tulaga o le fesiitaiga o le vevela. O le manatu autu o le taimi e fepa'ia'i ai ni mea se lua i ni vevela eseese, o le a fesiita'i le vevela mai le mea vevela i le mea malulu se'ia o'o ina o'o atu i le paleni fa'avevela, o lona uiga, pe a tutusa o la'ua vevela.
I le fa'a-matematika, e mafai ona fa'aalia le Fua Fa'avae a Black e pei o:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
O fea:
– \( Q \) o le aofaʻi o le vevela ua mitiia pe faʻasaʻolotoina (i joules, J)
– \( m \) o le mamafa o le mea faitino (i kilokalama, kg)
– \( c \) o le gafatia patino o le vevela o le mea faitino (i joules i le kilokalama i le tikeri Celsius, J/kg°C)
– \( \Delta T \) o le suiga o le vevela o le mea faitino (i tikeri Celsius, °C)
O lenei fua fa'atatau e tu'ufa'atasia ai fesuia'iga autu e tolu i le fesiita'iga o le vevela: mamafa, gafatia fa'apitoa o le vevela, ma le suiga o le vevela. O le gafatia fa'apitoa o le vevela (\(c \)) o le aofa'i lea o le malosi e mana'omia e fa'ateleina ai le vevela o le tasi kilokalama o se mea faitino i le tasi tikeri Celsius.
Fa'aoga i le Olaga i Aso Taitasi
E tele fa'aoga aoga o le fua fa'atatau a Black. O se tasi fa'ata'ita'iga o le fuafuaina lea o le suiga o le vevela o le vai pe a fa'afefiloi ma le aisa. Mo se fa'ata'ita'iga, afai tatou te fia iloa le tele o le aisa e mana'omia e fa'amālūlū ai se aofa'iga patino o le vai, e mafai ona tatou fa'aogaina lenei fua fa'atatau.
O le isi faʻataʻitaʻiga o le inisinia faʻainisinia, lea e manaʻomia ai e inisinia ona malamalama i le auala e faʻaliliuina ai le vevela i totonu o afi e puipuia ai le soona vevela. O le malamalama lelei i le Mataupu Faavae a Black e mafai ai e inisinia ona mamanuina ni faiga faʻamālūlū lelei.
E le gata i lea, i le pisinisi o meaʻai ma meainu, o lenei fua e faʻaaogaina e faʻatonutonu ai le vevela i le taimi e kuka ai pe teuina ai. Mo se faʻataʻitaʻiga, e faʻaaogaina e kamupani aisa kulimi le mataupu faavae o le fesiitaiga o le vevela e faʻamautinoa ai o loʻo tumau pea le aisa o a latou oloa i le taimi e tufatufa atu ai.
Faʻataʻitaʻiga o le Faʻatusatusaga
Mo se ata manino atu i le faʻaaogaina o le Black Principle Formula, o se faʻataʻitaʻiga lea o le fuafuaina:
Faapea e 2 kg le vai i le 20°C, ma tatou te mananaʻo e siʻitia le vevela i le 100°C. O le malosiaga faʻapitoa o le vevela o le vai e 4.186 J/kg°C. E fia le malosi e manaʻomia?
Fa'aaogaina o le fua fa'atatau:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
Matou te sui i tau ua iloa:
\[ Q = 2 \, \text{kg} \times 4.186 \, \text{J/kg°C} \times (100°C – 20°C) \]
\[ Q = 2 \, \text{kg} \times 4.186 \, \text{J/kg°C} \times 80°C \]
\[ Q = 669.76 \, \text{kJ} \]
O lea la, e manaʻomia le 669.76 kJ o le malosi e faʻaleleia ai le vevela o le 2 kg o le vai mai le 20°C i le 100°C.
Paleni o le Vevela
O se tasi o fa'aoga taua o le Mataupu Faavae a Black o le malamalama lea i le paleni fa'avevela. A fe'apa'i ni mea se lua i ni vevela eseese, e fesuia'i le vevela se'ia o'o ina o'o atu i le paleni fa'avevela. I le taimi nei, e tutusa le vevela o mea uma e lua, ma e leai se fesiitaiga o le vevela i le va o i la'ua.
E taua tele lenei manatu i le tele o matā'upu, e aofia ai le inisinia, su'esu'ega o le tau, ma e o'o lava i le biology. Mo se fa'ata'ita'iga, i totonu o le faiga fa'amālūlū o se ta'avale, o le a o'o atu le coolant ma le afi i le paleni fa'avevela e puipuia ai le afi mai le so'ona vevela.
O le Aafiaga o le Malosiaga Faapitoa o le Vevela
O le malosi fa'apitoa o le vevela (\(c\)) o se meafaitino o se mea taua tele lea i le fuafuaina pe fa'apefea ona tali atu le meafaitino i suiga o le vevela. O se meafaitino e maualuga lona malosi fa'apitoa o le vevela o le a mana'omia ai le tele o le malosi e suia ai lona vevela nai lo se meafaitino e maualalo lona malosi fa'apitoa.
Mo se faʻataʻitaʻiga, e maualuga tele le gafatia o le vevela faʻapitoa o le vai, o lona uiga e mafai ona mitiia pe faʻasaʻolotoina le tele o le vevela e aunoa ma le suia tele o le vevela. O le mafuaʻaga lea e masani ona faʻaaogaina ai le vai o se vai faʻamālūlū i le tele o faʻaoga, e aofia ai radiators o taʻavale ma faiga faʻamālūlū o le eletise.
Fa'ata'ita'iga Faigofie
Ina ia malamalama atili i le Mataupu Faavae a Black, e mafai ona tatou faia se faʻataʻitaʻiga faigofie i le fale. Mo se faʻataʻitaʻiga, e mafai ona tatou faʻafefiloi le vai vevela ma le vai malulu ma fuaina le vevela mulimuli o le paluga. I le faʻaaogaina o le Mataupu Faavae a Black, e mafai ona tatou vavaloina le vevela mulimuli ma faʻatusatusa i taunuuga o faʻataʻitaʻiga.
Faapea tatou te palu faatasi le 1 kg o le vai i le 80°C ma le 1 kg o le vai i le 20°C. I le faaaogaina o le mataupu faavae o le paleni o le vevela, e mafai ona tatou fuafuaina le vevela mulimuli o le paluga. Talu ai e tutusa le mamafa ma le gafatia faapitoa o le vevela o le vai, e mafai ona fuafuaina le vevela mulimuli o le averesi o le vevela muamua:
\[ \text{Vevela mulimuli} = \frac{(m_1 \cdot T_1) + (m_2 \cdot T_2)}{m_1 + m_2} \]
\[ \text{Vevela mulimuli} = \frac{(1 \, \text{kg} \cdot 80°C) + (1 \, \text{kg} \cdot 20°C)}{1 \, \text{kg} + 1 \, \text{kg}} \]
\[ \text{Vevela mulimuli} = \frac{80 + 20}{2} \]
\[ \text{Vevela mulimuli} = 50°C \]
O faʻataʻitaʻiga faʻapenei e fesoasoani e faʻamalosia ai lo tatou malamalama i mataupu faavae o le fesiitaiga o le vevela ma le paleni o le vevela.
I'uga
O le mataupu faavae a Black o se manatu faavae i le fisiki e fesoasoani ia i tatou e malamalama ai i le auala e fesiitai ai le vevela i le va o meafaitino. I le tuufaatasia o le mamafa, le gafatia faapitoa o le vevela, ma le suiga o le vevela, e mafai ona tatou fuafuaina le aofaiga o le malosi e manaomia e sui ai le vevela o se meafaitino. O lenei manatu e lautele lona faaaogaina i le olaga i aso taitasi ma le tele o vaega tau alamanuia.
O le malamalama lelei i le Mataupu Faavae a Black e mafai ai ona tatou mamanuina ni faiga e sili atu ona lelei ma malamalama atili i faiga fa'avevela. Fa'aaogaina fa'ata'ita'iga aoga ma fa'ata'ita'iga faigofie, e mafai ai ona tatou iloa le taua o lenei mataupu faavae i vaega eseese o o tatou olaga.
