Thermodynamica is het gebied van de natuurkunde dat zich bezighoudt met temperatuur, warmte en, uiteindelijk, energieoverdrachten. Hoewel de wetten van de thermodynamica een beetje lastig te volgen zijn, is de eerste wet van de thermodynamica een eenvoudige relatie tussen het uitgevoerde werk, de toegevoegde warmte en de verandering in de interne energie van een stof. Als u een verandering in temperatuur moet berekenen, is het een eenvoudig proces om de oude temperatuur van de nieuwe af te trekken, of het kan gaan om de eerste wet, de hoeveelheid energie die als warmte wordt toegevoegd en de specifieke warmtecapaciteit van de stof in vraag.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een eenvoudige verandering in temperatuur wordt berekend door de eindtemperatuur af te trekken van de begintemperatuur. Mogelijk moet u Fahrenheit converteren naar Celsius of omgekeerd, wat u kunt doen met een formule of een online calculator.

Gebruik deze formule bij warmteoverdracht: temperatuurswijziging = Q /cm tot bereken de verandering in temperatuur van een specifieke hoeveelheid toegevoegde warmte. Q
staat voor de toegevoegde warmte, c
is de specifieke warmtecapaciteit van de substantie die je verwarmt, en m
is de massa van de substantie die je verwarmt .

Wat is het verschil tussen warmte en temperatuur?

Het belangrijkste stukje achtergrond dat u nodig hebt voor een temperatuurberekening, is het verschil tussen warmte en temperatuur. De temperatuur van een stof is iets dat je kent in het dagelijks leven. Het is de hoeveelheid die u meet met een thermometer. U weet ook dat de kookpunten en smeltpunten van stoffen afhangen van hun temperatuur. In werkelijkheid is temperatuur een maat voor de interne energie die een stof heeft, maar die informatie is niet belangrijk voor het uitwerken van de verandering in temperatuur.

Warmte is een beetje anders. Dit is een term voor de overdracht van energie door thermische straling. De eerste wet van de thermodynamica zegt dat de verandering in energie gelijk is aan de som van de toegevoegde warmte en het uitgevoerde werk. Met andere woorden, je kunt meer energie aan iets geven door het op te warmen (warmte over te dragen) of door het fysiek te bewegen of te roeren (er aan te werken).

Eenvoudige verandering in temperatuurberekeningen

De eenvoudigste temperatuurberekening die u misschien moet doen, is het berekenen van het verschil tussen een begin- en een eindtemperatuur. Dit is makkelijk. Je trekt de eindtemperatuur af van de starttemperatuur om het verschil te vinden. Dus als iets begint bij 50 graden Celsius en eindigt bij 75 graden C, dan is de verandering in temperatuur 75 graden C - 50 graden C = 25 graden C. Voor temperatuurdalingen is het resultaat negatief.

grootste uitdaging voor dit type berekening vindt plaats wanneer u een temperatuurconversie moet doen. Beide temperaturen moeten Fahrenheit of Celsius zijn. Als je een van beide hebt, converteer dan een ervan. Als u wilt overschakelen van Fahrenheit naar Celsius, trekt u 32 van het bedrag in Fahrenheit af, vermenigvuldigt u het resultaat met 5 en deelt u het vervolgens met 9. Als u wilt converteren van Celsius naar Fahrenheit, vermenigvuldigt u de hoeveelheid eerst met 9, deelt u deze in met 5 en tenslotte voeg 32 toe aan het resultaat. U kunt ook gewoon een online calculator gebruiken.

Temperatuurverandering van warmteoverdracht berekenen

Als u een ingewikkelder probleem met warmteoverdracht aan het doen bent, is het berekenen van de temperatuurverandering moeilijker. De formule die u nodig hebt, is:

Verandering van temperatuur = Q /cm

Waar Q is de warmte toegevoegd, c
is de specifieke warmtecapaciteit van de stof, en m
is de massa van de substantie die je opwarmt. De warmte wordt gegeven in joules (J), de specifieke warmtecapaciteit is een hoeveelheid in joules per kilogram (of gram) ° C, en de massa is in kilogram (kg) of gram (g). Water heeft een specifieke warmtecapaciteit van net geen 4,2 J /g ° C, dus als je de temperatuur van 100 g water verhoogt met 4.200 J warmte, krijg je:

Verandering in temperatuur = 4200 J ÷ (4.2 J /g ° C × 100 g) = 10 ° C

Het water wordt 10 graden warmer. Het enige dat u moet onthouden, is dat u consistente eenheden moet gebruiken voor de massa. Als u een specifieke warmtecapaciteit heeft in J /g ° C, hebt u de massa van de stof in grammen nodig. Als u het in J /kg ° C hebt, hebt u de massa van de stof in kilogram nodig.