Căldura specifică este cantitatea de căldură pe unitate de masă necesară pentru a crește temperatura unui material cu un grad Celsius sau Kelvin. Aceste trei exemple de probleme cu exemple de căldură specifică vă vor arăta cum să găsiți căldura specifică a unui material sau alte informații care implică căldura specifică.

Ecuația căldurii specifice

Ecuația cea mai frecvent asociată cu căldura specifică este

Q = mcΔT

unde
Q = Energia termică
m = masa
c = căldura specifică
ΔT = variația de temperatură = (Tfinal – Tinitial)

Un mod bun de a reține această formulă este Q = „em cat”

În principiu, această ecuație este utilizată pentru a determina cantitatea de căldură adăugată la un material pentru a crește temperatura într-o anumită măsură (sau cantitatea pierdută pe măsură ce materialul se răcește).

Această ecuație se aplică numai materialelor care rămân în aceeași stare a materiei (solidă, lichidă sau gazoasă) pe măsură ce temperatura se schimbă. Schimbările de fază necesită considerații suplimentare privind energia.

Problemă exemplu de căldură specifică – Găsiți cantitatea de căldură

Întrebare: Un cub de plumb de 500 de grame se încălzește de la 25 °C la 75 °C. Câtă energie a fost necesară pentru a încălzi plumbul? Căldura specifică a plumbului este de 0,129 J/g°C.

Soluție: În primul rând, să analizăm variabilele pe care le cunoaștem.

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

Cuplați aceste valori în ecuația căldurii specifice de mai sus.

Q = mcΔT

Q = (500 grame)-(0,129 J/g°C)-(50 °C)

Q = 3225 J

Răspuns: A fost nevoie de 3225 Jouli de energie pentru a încălzi cubul de plumb de la 25 °C la 75 °C.

Căldura specifică Exemplu de problemă – Găsiți căldura specifică

Întrebare: O bilă metalică de 25 de grame este încălzită la 200 °C cu 2330 Jouli de energie. Care este căldura specifică a metalului?

Soluție: Enumerați informațiile pe care le cunoaștem.

m = 25 de grame
ΔT = 200 °C
Q = 2330 J

Puneți aceste informații în ecuația căldurii specifice.

Q = mcΔT

2330 J = (25 g)c(200 °C)

2330 J = (5000 g°C)c

Divizați ambele părți cu 5000 g°C

c = 0,466 J/g°C

Răspuns: Căldura specifică a metalului este de 0,466 J/g°C.

Problemă exemplară de căldură specifică – Găsiți temperatura inițială

Întrebare: O bucată fierbinte de cupru de 1 kg este lăsată să se răcească până la 100°C. Dacă cuprul a degajat 231 kJ de energie, care a fost temperatura inițială a cuprului? Căldura specifică a cuprului este de 0,385 J/g°C.

Soluție: Enumerați variabilele noastre date:

m = 1 kg
Tfinal = 100 °C
Q = -231 kJ (Semnul negativ se datorează faptului că cuprul se răcește și pierde energie.)
c = 0,385 J/g°C

Trebuie să facem ca unitățile noastre să fie în concordanță cu unitățile de căldură specifică, deci să convertim unitățile de masă și de energie.

m = 1 kg = 1000 grame

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

Introducem aceste valori în formula căldurii specifice.

Q = mcΔT

.