BenchBo/iStock/GettyImages

Wanneer u een probleem tegenkomt waarbij wordt gevraagd naar de eindtemperatuur van een stof na een warmteoverdracht (zoals het verwarmen van water vanaf een bepaalde begintemperatuur), kunt u het antwoord bepalen met behulp van de klassieke thermodynamische relatie voor soortelijke warmte.

Thermodynamica, de tak van de natuurkunde die de stroom van warmte en energie beschrijft, biedt een eenvoudige vergelijking die de toegevoegde of verwijderde warmte (Q), de massa van de stof (m), de specifieke warmtecapaciteit (c) en de resulterende temperatuurverandering (ΔT) met elkaar verbindt.

Stap 1:Herschik de specifieke warmteformule

De fundamentele soortelijke warmterelatie is

Q =mcΔT

Hier, V is de uitgewisselde warmte (in calorieën of joule), m is de massa (gram), c is de specifieke warmtecapaciteit (calg⁻¹°C⁻¹ of Jkg⁻¹K⁻¹), en ΔT is de temperatuurverandering (°C of K). Het oplossen van ΔT geeft

ΔT =Q / (mc)

Verdeel beide zijden van de oorspronkelijke vergelijking door mc om ΔT.

Stap 2:voer de numerieke waarden in

Stel dat het probleem luidt dat 150 cal warmte wordt toegevoegd aan 25,0 g water. De soortelijke warmtecapaciteit van water is 1,0calg⁻¹°C⁻¹. Deze getallen invoegen in de formule:

ΔT =150cal ÷ (25,0g × 1,0calg⁻¹°C⁻¹) =150 ÷ 25,0 =6,0°C

De temperatuur van het water stijgt met 6,0°C.

Stap 3:Bereken de eindtemperatuur

Voeg de temperatuurverandering toe aan de begintemperatuur. Als het water begon bij 24°C, is de eindtemperatuur

24°C + 6,0°C =30,0°C

Dus na 150 cal warmte te hebben ontvangen, bereikt het water een temperatuur van 30°C.