Comment calculer la capacité calorifique?
Pour calculer la capacité calorifique, utilisez la formule: capacité calorifique = E / T, où E est la quantité d'énergie thermique fournie et T est le changement de température. Par exemple, s'il faut 2000 Joules d'énergie pour chauffer un bloc de 5°C, la formule ressemblerait à: capacité calorifique = 2000 Joules / 5 C. Ensuite, il vous suffirait de diviser 2000 par 5 pour trouver que la capacité calorifique pour le bloc est de 400 Joules par degré Celsius. Si vous voulez apprendre à calculer la capacité calorifique avec la chaleur spécifique du matériau, continuez à lire!
Pour calculer la capacité calorifique, utilisez la formule: capacité calorifique = E / T, où E est la quantité d'énergie thermique fournie et T est le changement de température.
La capacité calorifique mesure la quantité d'énergie que vous devez ajouter à quelque chose pour le rendre plus chaud d'un degré. Trouver la capacité calorifique de quelque chose se résume à une formule simple - il suffit de diviser la quantité d'énergie thermique fournie par le changement de température pour déterminer la quantité d'énergie nécessaire par degré. Chaque matériau dans le monde a une capacité calorifique différente. (Source: livre de physique standard 10)
Formule: Capacité calorifique = (énergie calorifique fournie) / (élévation de température)
Méthode 1 sur 2: calculer la capacité calorifique d'un objet
- 1Connaître la formule de capacité calorifique. La capacité calorifique d'un objet peut être calculée en divisant la quantité d'énergie thermique fournie (E) par le changement de température correspondant (T). Notre équation est: Capacité calorifique = E / T.
- Exemple: Il faut 2000 Joules d'énergie pour chauffer un bloc à 5°C - quelle est la capacité calorifique du bloc?
- Capacité calorifique = E / T
- Capacité calorifique = 2000 Joules / 5 C
- Capacité calorifique = 400 joules par degré Celsius (j/c)
Si vous voulez apprendre à calculer la capacité calorifique avec la chaleur spécifique du matériau, continuez à lire! - 2Trouvez la différence de température pour des changements de plusieurs degrés. Par exemple, si je veux connaître la capacité calorifique d'un bloc, et que je sais qu'il faut 60 Joules pour élever la température du bloc de 8 degrés à 20 degrés, j'ai besoin de connaître la différence entre les deux températures pour obtenir ma chaleur capacité. Puisque 20 - 8 = 12, la température du bloc a changé de 12 degrés. Par conséquent:
- Capacité calorifique = E / T
- Capacité calorifique du bloc = 60 Joules / (20C - 8C)
- 60 Joules / 12 C
- Capacité calorifique du bloc = 5 j/c
- 3Ajoutez les unités appropriées à votre réponse pour lui donner un sens. Une capacité calorifique de 300 ne signifie rien si vous ne savez pas comment elle a été mesurée. La capacité calorifique est mesurée par l'énergie nécessaire par degré. Donc, si nous mesurons l'énergie en joules et le changement de température en Celsius, notre réponse finale représentera le nombre de Joules dont nous avons besoin par degré Celsius. Ainsi, nous représenterions notre réponse comme 300 J/C, ou 300 Joules par degré Celsius.
- Si vous mesurez l'énergie thermique en calories et la température en Kelvin, votre réponse finale serait 300 C/K.
- 4Sachez que cette équation fonctionne également pour le refroidissement des objets. Quand quelque chose devient plus froid de deux degrés, il perd exactement la même quantité de chaleur qu'il en gagnerait pour devenir plus chaud de 2 degrés. Ainsi, si l'on vous demande "Quelle est la capacité calorifique d'un objet s'il perd 50 Joules d'énergie et chute de 5°C", vous pouvez toujours utiliser notre équation:
- Capacité calorifique: 50J/5C
- Capacité calorifique = 10 J/C
Notre équation est: Capacité calorifique = E / T. Exemple: Il faut 2000 Joules d'énergie pour chauffer un bloc à 5°C - quelle est la capacité calorifique du bloc?
Méthode 2 sur 2: utiliser la chaleur spécifique d'un matériau
- 1Sachez que la chaleur spécifique fait référence à l'énergie nécessaire pour élever un gramme d'un degré. Lorsque vous trouvez la capacité calorifique d'une unité de quelque chose (1 gramme, 1 gramme, 1 kilogramme, etc.), vous avez trouvé la chaleur spécifique de cet objet. La chaleur spécifique vous indique la quantité d'énergie nécessaire pour élever chaque unité d'un degré. Par exemple, il faut 0,417 Joules pour élever 1 gramme d'eau de 1 degré Celsius. Ainsi, la chaleur spécifique de l'eau est de 0,417 J/C par gramme.
- La chaleur spécifique d'un matériau est constante. Cela signifie que toute l'eau pure a la même chaleur spécifique - 0,417 J/C.
- 2Utilisez la formule de capacité calorifique pour trouver la chaleur spécifique d'un matériau. Le trouver est facile, divisez simplement votre réponse finale par la masse de l'objet. Cela vous indique la quantité d'énergie nécessaire pour chaque morceau de l'objet, par exemple combien de joules modifient la température dans un seul gramme de glace.
- Exemple: «J'ai 100 grammes de glace. Il faut 406 joules pour élever la température de la glace de 2 degrés Celsius - quelle est la chaleur spécifique de la glace?"'
- Capacité calorifique pour 100g de glace = 406J / 2C
- Capacité calorifique pour 100g de glace = 203 J/C
- Capacité calorifique pour 1g de glace = 2,03 J/C par gramme
- Si vous êtes confus, pensez-y de cette façon - il faut 2,03 joules pour élever chaque gramme de glace d'un degré. Donc, si nous avons 100 grammes de glace, nous avons besoin de 100 fois plus de Joules pour tout chauffer.
- 3Utilisez la chaleur spécifique pour trouver l'énergie nécessaire pour élever n'importe quel matériau à n'importe quelle température. La chaleur spécifique d'un matériau vous indique la quantité d'énergie nécessaire pour élever une unité (généralement 1 gramme) d'un degré. Pour trouver la chaleur nécessaire pour élever n'importe quel objet à n'importe quelle température, nous multiplions simplement toutes les pièces ensemble. Énergie nécessaire = masse x chaleur spécifique x changement de température. La réponse est toujours dans votre unité d'énergie comme le Joules.
- Exemple: " Si la chaleur spécifique de l'aluminium est de 0,902 Joules par gramme, combien de Joules faut-il pour élever 5 grammes d'aluminium de 2°C?
- Énergie nécessaire = 5g x 0,902J/C x 2C
- Énergie nécessaire = 9,2 J
Formule: Capacité calorifique = (énergie calorifique fournie) / (élévation de température). - 4Connaître la chaleur spécifique des matériaux courants. Pour vous aider à vous entraîner, apprenez les chaleurs spécifiques courantes que vous pourriez voir lors d'un test ou rencontrer dans la vraie vie. Que pouvez-vous apprendre d'eux? Notez, par exemple, que la chaleur spécifique des métaux est beaucoup plus faible que celle du bois - c'est pourquoi une cuillère en métal chauffe plus rapidement que le bois si elle est laissée dans une tasse de chocolat chaud. Des chaleurs spécifiques plus faibles signifient qu'un objet devient chaud plus rapidement.
- Eau: 4179 J/C
- Aérien: 1,01 J/C
- Bois: 1,76
- Aluminium: 0,902 J/C
- Or: 0,129 J/C
- Fer: 0,450
- L'unité SI de capacité calorifique est le Joules par Kelvin, pas seulement le Joules
- Le changement de température est représenté par la température de l'unité delta et pas seulement la température de l'unité (disons: 30 Delta K pas seulement 30 K)
- La chaleur doit être en Joule (SI) [Recommandé]
Lisez aussi: Comment tester l'amidon?
Questions et réponses
- Quelle doit être la taille d'un réservoir de chauffe-eau pour desservir efficacement un condominium de 12 logements avec des logements de deux chambres?En ce qui concerne l'efficacité, la différence d'efficacité n'est pas si grande entre les tailles. Cependant, pour une unité de deux chambres, vous voudrez un volume minimum de 20 litres dans votre réservoir.
- Pouvez-vous calculer la chaleur fournie sans connaître la masse de la substance?Non, sauf si vous connaissez la capacité calorifique de l'objet et l'augmentation de la température. Chaleur fournie = capacité calorifique/augmentation de température. La capacité calorifique est = masse de l'objet ou de l'échantillon • (fois) chaleur spécifique • élévation de température. L'énergie sera en unités de joules ou de calories ou de BTU.
- Comment convertir des watts en J/KgK?Watts et J/KgK mesurent des choses différentes et ne peuvent pas être "convertis" l'un à l'autre. J/KgK est la capacité calorifique, qui est une propriété intrinsèque à un matériau particulier, tandis que Watt est une unité de puissance.
- Pourquoi calculer la capacité calorifique du matériau?Cela vous aiderait si vous vouliez utiliser l'un des matériaux comme radiateur, ou si vous vouliez calculer la température d'un assemblage dans différentes conditions. Ce ne sont que deux exemples, mais il peut y en avoir beaucoup d'autres.
- Quelle quantité de chaleur est nécessaire pour amener de la glace d'une masse de 720 g à -10°C à l'état liquide à 15°C?Utiliser Q = mc* (changement de température) pour l'état liquide; c = capacité thermique spécifique - 4,2 J/g, m = masse de glace et Q est la chaleur requise. Pour l'état solide, utilisez la même équation, avec une capacité thermique spécifique différente, utilisez celle de la glace. Pour la chaleur requise pour le faire fondre, utilisez Q = mLf, où Q est la chaleur, m est la masse et Lf est la chaleur latente de fusion de la glace. Additionnez ces trois valeurs pour la réponse finale.
Questions sans réponse
- Comment calculer la capacité calorifique quand je connais la température de l'eau et la quantité?
- Comment calculer la capacité calorifique d'un palier lisse à usage intensif utilisé avec une bonne ventilation?
- Comment calculer la capacité calorifique d'un métal?
En parallèle
