Specifik varme er den varmemængde pr. masseenhed, der er nødvendig for at øge temperaturen af et materiale med én grad Celsius eller Kelvin. Disse tre eksempler på specifikke varmeopgaver viser, hvordan man finder den specifikke varme for et materiale eller andre oplysninger, der involverer den specifikke varme.

Specifik varme ligning

Den ligning, der oftest forbindes med specifik varme, er

Q = mcΔT

hvor
Q = varmeenergi
m = masse
c = specifik varme
ΔT = temperaturændring = (Tfinal – Tinitial)

En god måde at huske denne formel på er Q = “em cat”

Basisk set, bruges denne ligning til at bestemme den varmemængde, der tilføres et materiale for at hæve temperaturen en vis mængde (eller den mængde, der går tabt, når materialet afkøles).

Denne ligning gælder kun for materialer, der forbliver i den samme stoftilstand (fast stof, væske eller gas), mens temperaturen ændres. Faseændringer kræver yderligere energimæssige overvejelser.

Specifik varme Eksempelopgave – Find varmemængden

Spørgsmål: En blyterning på 500 g opvarmes fra 25 °C til 75 °C. Hvor meget energi var nødvendig for at opvarme blyet? Den specifikke varme for bly er 0,129 J/g °C.

Løsning: Først de variabler, vi kender.

m = 500 gram
c = 0,129 J/g°C
ΔT = (Tfinal – Tinitial) = (75 °C – 25 °C) = 50 °C

Sæt disse værdier ind i den specifikke varme ligning fra ovenfor.

Q = mcΔT

Q = (500 gram)-(0,129 J/g°C)-(50 °C)

Q = 3225 J

Svar: Det krævede 3225 Joule energi at opvarme blyterningen fra 25 °C til 75 °C.

Specifik varme Eksempelopgave – Find den specifikke varme

Spørgsmål: En metalkugle på 25 gram opvarmes til 200 °C med 2330 joule energi. Hvad er metallets specifikke varme?

Løsning: Opregne de oplysninger, vi kender.

m = 25 gram
ΔT = 200 °C
Q = 2330 J

Sæt disse oplysninger ind i ligningen for specifik varme.

Q = mcΔT

2330 J = (25 g)c(200 °C)

2330 J = (5000 g°C)c

Divider begge sider med 5000 g°C

c = 0,466 J/g°C

Svar: Metallets specifikke varme er 0,466 J/g°C.

Specifik varme Eksempelproblem – Find udgangstemperaturen

Spørgsmål: Et varmt kobberstykke på 1 kg får lov til at afkøle til 100°C. Hvis kobberet afgav 231 kJ energi, hvad var så kobberets udgangstemperatur? Den specifikke varme for kobber er 0,385 J/g°C.

Løsning: Opregne vores givne variabler:

m = 1 kg
Tfinal = 100 °C
Q = -231 kJ (Det negative fortegn skyldes, at kobberet køler af og mister energi.)
c = 0,385 J/g°C

Vi skal gøre vores enheder konsistente med de specifikke varmeenheder, så lad os omregne masse- og energienhederne.

m = 1 kg = 1000 gram

1 kJ = 1000 J
Q = -231 kJ – (1000 J/kJ) = -231000 J

Sæt disse værdier ind i den specifikke varmeformel.

Q = mcΔT