Door Lee Johnson
Bijgewerkt op 30 augustus 2022

MarianVejcik/iStock/GettyImages

TL;DR

Gebruik de formule Q =mcΔT om de geabsorbeerde warmte te berekenen.

• V =geabsorbeerde warmte (J)
• m =massa van de stof (kg)
• c =soortelijke warmtecapaciteit (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT =temperatuurverandering (°C)

Thermodynamische fundamenten

De eerste wet van de thermodynamica stelt dat de verandering in de interne energie van een systeem gelijk is aan de warmte die eraan wordt toegevoegd plus de arbeid die eraan wordt verricht. Warmte is een vorm van energieoverdracht die alleen plaatsvindt tussen lichamen bij verschillende temperaturen; het stroomt spontaan van warm naar koud. Het begrijpen van deze principes is essentieel voor nauwkeurige warmteberekeningen.

Specifieke warmtecapaciteit

Specifieke warmtecapaciteit, aangeduid met c , kwantificeert hoeveel energie er nodig is om de temperatuur van 1 kg materiaal met 1 ° C te verhogen. Typische waarden zijn onder meer:

• Water:4181Jkg⁻¹°C⁻¹
• Lood:128Jkg⁻¹°C⁻¹

Een hogere c betekent dat het materiaal meer energie nodig heeft om van temperatuur te veranderen.

Warmteabsorptie berekenen

Pas de eenvoudige relatie Q =mcΔT toe . Bepaal eerst de temperatuurverandering:ΔT =T_final – T_initial.

Voorbeeld:Breng 2 kg water van 10°C naar 50°C.

• ΔT =50°C – 10°C =40°C
• Q =2kg × 4181Jkg⁻¹°C⁻¹ × 40°C =334480J (≈334,5kJ)

Er is dus ongeveer 334,5 kJ aan warmte nodig.

Eenheidconsistentie en conversie

Specifieke warmtecapaciteiten kunnen in alternatieve eenheden worden weergegeven:joule per gram per °C, calorieën per gram per °C of joule per mol per °C. Houd eenheden consistent tijdens de berekening. Als bijvoorbeeld c wordt weergegeven in Jg⁻¹°C⁻¹, gebruik massa in grammen; als het in Jmol⁻¹°C⁻¹ is, drukt u de massa uit in mol. Temperatuurverschillen gemeten in Kelvin zijn numeriek identiek aan Celsius-verschillen, dus ΔT kan direct worden gebruikt.

Houd bij het omrekenen tussen energie-eenheden rekening met het volgende:1calorie =4,184J.