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공기 나 물을 데우는 데 더 많은 에너지가 필요합니까? 물 대 금속 또는 물 대 소다와 같은 다른 액체는 어떻습니까?
이 질문들과 다른 많은 질문들은 비열이라고 불리는 물질의 성질과 관련이 있습니다. 비열은 물질 온도를 섭씨 1도 올리는 데 필요한 단위 질량 당 열량입니다.
물과 공기의 비열이 다르기 때문에 공기보다 물을 데우는 데 더 많은 에너지가 필요합니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
공식을 사용하십시오.
Q = mcΔT또한 작성 Q = mc (T-t0)
초기 온도를 찾기 위해 (t0) 특정 열 문제.
실제로, 물은 "공통"물질 중 가장 높은 비열 중 하나입니다 : 4.186 줄 / 그램 ° C. 그것이 물이 기계류, 인체 및 심지어 지구의 온도를 조절하는데 매우 유용한 이유입니다.
비열 방정식
비열 속성을 사용하여 물질의 초기 온도를 찾을 수 있습니다. 비열에 대한 방정식은 일반적으로 다음과 같이 작성됩니다.
Q = mcΔT
여기서 Q는 추가 된 열 에너지의 양, m은 물질 질량, c는 비열, 상수이며 ΔT는 "온도 변화"를 의미합니다.
측정 단위가 비열 상수에 사용 된 단위와 일치하는지 확인하십시오! 예를 들어, 때때로 비열은 섭씨를 사용할 수 있습니다. 다른 경우에는 온도에 대한 SI 단위 (켈빈)를 얻습니다. 이 경우 비열의 단위는 줄 / 그램 ° C 또는 줄 / 그램 K입니다. 질량의 경우 그램 대 킬로그램 또는 에너지의 경우 줄에서 Bmu로 동일하게 발생할 수 있습니다. 시작하기 전에 장치를 확인하고 필요한 변환을 수행하십시오.
비열을 사용하여 초기 온도 찾기
ΔT도 쓸 수 있습니다 (T-t0) 또는 새로운 온도에서 초기 온도를 뺀 물질. 비열에 대한 방정식을 작성하는 또 다른 방법은 다음과 같습니다.
Q = mc (T-t0)
따라서이 수식을 다시 작성하면 초기 온도를 쉽게 찾을 수 있습니다. 주어진 다른 모든 값을 꽂은 다음 t를 풀 수 있습니다.0.
예를 들어, 75.0 줄의 에너지를 2.0 그램의 물에 첨가하여 온도를 87 ° C로 올린다고 가정하십시오. 물 비열은 4.184입니다 줄 / 그램 ° C. 물의 초기 온도는 얼마입니까?
주어진 값을 방정식에 연결하십시오.
75.o J = 2.0 g x (4.184 J / g ° C) x (87 ° C-t0).
단순화 :
75.o J = 8.368 J / ° C x (87 ° C-t0).
8.96 ° C = (87 ° C-t0)
78 ° C = t0.
비열 및 상 변화
명심해야 할 중요한 예외가 있습니다. 비열 방정식은 예를 들어 액체에서 기체로 또는 고체에서 액체로의 상 변화 동안 작동하지 않습니다. 그것은 펌핑되는 모든 추가 에너지가 온도를 높이기위한 것이 아니라 상 변화를 위해 사용되고 있기 때문입니다. 따라서이 기간 동안 온도는 일정하게 유지되어 해당 상황에서 에너지, 온도 및 비열 사이의 관계가 사라집니다.