קיבולת החום מודדת את כמות האנרגיה שצריך להוסיף לאובייקט בכדי לגרום לו להתחמם במעלה אחת. כושר החום של אובייקט נמצא באמצעות נוסחה פשוטה - על ידי חלוקת כמות אנרגיית החום המסופקת משינוי הטמפרטורה כדי לקבוע את כמות האנרגיה הנדרשת לכל תואר. לכל חומר בעולם הזה יש קיבולת חום שונה. (מקור: ספר לפיזיקה רגילה בכיתה 10)
נוּסחָה: קיבולת חום = (בהתחשב באנרגיית חום) / (עלייה בטמפרטורה)
שלב
שיטה 1 מתוך 2: חישוב כושר החום של אובייקט
שלב 1. הכירו את הנוסחה ליכולת החום
ניתן לחשב את קיבול החום של אובייקט על ידי חלוקת כמות אנרגיית החום המסופקת (E) בשינוי הטמפרטורה (T). המשוואה היא: קיבולת חום = E/T.
- דוגמה: האנרגיה הנדרשת לחימום בלוק ל -5 מעלות צלזיוס היא 2000 ג'אול - מהי קיבול החום של הבלוק?
- קיבולת חום = E/T.
- קיבולת חום = 2000 ג'ול / 5˚C
- קיבולת חום = 400 ג'אול למעלה צלזיוס (J/˚C)
שלב 2. חפש את שינוי הטמפרטורה
לדוגמה, אם אני רוצה לדעת את קיבולת החום של בלוק, ואני יודע שצריך 60 ג'ול כדי להעלות את הטמפרטורה של הבלוק מ 8 מעלות ל 20 מעלות, אני צריך לדעת את ההבדל בין שתי הטמפרטורות כדי להשיג את החום קיבולת. מאז 20 - 8 = 12, הטמפרטורה של הבלוק משתנה ב 12 מעלות. לָכֵן:
- קיבולת חום = E/T.
- קיבולת החום של הגוש = 60 ג'ול / / (20˚C - 8˚C)
- 60 ג'ול / 12˚C
- קיבולת החום של הבלוק = 5 J/˚C
שלב 3. הוסף את היחידות הנכונות לתשובתך כדי לתת לה משמעות
קיבולת חום של 300 לא אומרת כלום אם אתה לא יודע איך זה נמדד. קיבולת החום נמדדת לפי האנרגיה הנדרשת לתואר. לכן, אם נמדוד את האנרגיה בג'ול, ואת שינויי הטמפרטורה בצלזיוס, התשובה הסופית תהיה כמה ג'ול נדרשים לכל מעלה צלזיוס. לכן, נציג את התשובה שלנו כ- 300 J/˚C, או 300 ג'אול למעלה צלזיוס.
אם אתה מודד את אנרגיית החום בקלוריות ובטמפרטורה בקלווין, התשובה הסופית שלך היא 300 קאל/ק
שלב 4. דע כי משוואה זו פועלת גם לאובייקטים שמתקררים
כאשר אובייקט הופך להיות קר יותר בשתי מעלות, הוא מאבד בדיוק את אותה כמות החום כפי שהיה צריך כדי להתחמם ב -2 מעלות. לפיכך, אם תשאל "מהי קיבול החום של אובייקט אם הוא מאבד 50 ג'ול אנרגיה והטמפרטורה שלו יורדת ב -5 מעלות צלזיוס", עדיין תוכל להשתמש במשוואה זו:
- קיבולת חום: 50 J/ 5˚C
- קיבולת חום = 10 J/˚C
שיטה 2 מתוך 2: שימוש בחום החומר הספציפי
שלב 1. דע כי חום ספציפי מתייחס לאנרגיה הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של גרם אחד של אובייקט בדרגה אחת
כשאתה מחפש את קיבול החום של יחידת חומר (גרם אחד, גרם אחד, קילוגרם וכו '), חיפשת את החום הספציפי של אובייקט זה. חום ספציפי מציין את כמות האנרגיה הדרושה להעלאת הטמפרטורה של כל יחידת אובייקט בדרגה אחת. לדוגמה, כדי להעלות את הטמפרטורה של 1 גרם מים במעלה אחת צלזיוס נדרשת 0.417 ג'ול אנרגיה. אז, החום הספציפי של המים הוא 0.417 J/˚C לגרם.
החום הספציפי של חומר הוא קבוע. המשמעות היא שלכל מים טהורים יש אותו חום ספציפי, שהוא 0.417 J/˚C
שלב 2. השתמש בנוסחת קיבולת החום כדי למצוא את החום הספציפי של חומר
קל למצוא חום ספציפי, כלומר לחלק את התשובה הסופית במסת האובייקט. התוצאות מראות כמה אנרגיה נדרשת לכל פיסת אובייקט, כגון מספר הג'אול הנדרש לשינוי הטמפרטורה של גרם אחד בלבד של קרח.
- דוגמה: "יש לי 100 גרם קרח. כדי להעלות את טמפרטורת הקרח ב -2 מעלות צלזיוס נדרש 406 ג'ול - מהו החום הספציפי של הקרח?" '
- קיבולת חום ל 100 גרם קרח = 406 J/ 2˚C
- קיבולת חום ל 100 גרם קרח = 203 J/˚C
- קיבולת חום ל 1 גרם קרח = 2.03 J/˚C לגרם
- אם אתה מבולבל, תחשוב על זה כך - כדי להעלות את הטמפרטורה במעלה אחת עבור כל גרם קרח זה לוקח 2.03 ג'ול. אז אם יש לנו 100 גרם קרח, אנחנו צריכים פי 100 יותר ג'ול כדי לחמם את הכל.
שלב 3. השתמש בחום ספציפי כדי למצוא את האנרגיה הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של החומר לכל טמפרטורה
החום הספציפי של החומר מציין את כמות האנרגיה הדרושה להעלאת הטמפרטורה של יחידת חומר אחת (בדרך כלל 1 גרם) במעלה אחת. כדי למצוא את החום הנדרש להעלאת הטמפרטורה של כל אובייקט לטמפרטורה כלשהי, אנו פשוט מכפילים את כל החלקים. אנרגיה נדרשת = מסה x חום ספציפי x שינוי טמפרטורה. התשובה היא תמיד ביחידות אנרגיה, כגון ג'ולס.
- דוגמה: "אם החום הספציפי של האלומיניום הוא 0.902 ג'אול לגרם, כמה ג'ול יש צורך להעלות את הטמפרטורה של 5 גרם אלומיניום ב -2 מעלות צלזיוס?
- אנרגיה נדרשת = 5 גרם x 0.902 J/g˚C x 2˚C
- נדרשת אנרגיה = 9.02 י
שלב 4. דע את ההתחממות הספציפית של חומרים נפוצים
כדי לסייע לתרגול, למד התחממות ספציפיות נפוצות, אותן תוכל לראות בבחינה או להופיע במציאות. מה אתה יכול ללמוד מזה? לדוגמה, שימו לב שהחום הספציפי של המתכת נמוך בהרבה מזה של העץ - זו הסיבה שכפות מתכת מתחממות מהר יותר מעץ אם משאירים אותן בכוס שוקו חם. חום ספציפי נמוך יותר פירושו שחפץ מתחמם מהר יותר.
- מים: 4, 179 J/g˚C
- אוויר: 1.01 J/g˚C
- עץ: 1.76 J/g˚C
- אלומיניום: 0.902 J/g˚C
- זהב: 0.129 J/g˚C
- ברזל: 0.450 J/g˚C
טיפים
- יחידת קיבול החום הבינלאומית (SI) היא ג'ול לקלווין, לא רק ג'ול
- שינוי הטמפרטורה מיוצג על ידי יחידת טמפרטורה דלתא במקום יחידת טמפרטורה בלבד (נניח: 30 דלתא K במקום רק 30K)
- אנרגיה (חום) חייבת להיות בג'ול (SI) [מומלץ]
