Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe is de warmte -energie die nodig is om het lichaam te verwarmen?

De warmte -energie die nodig is om een ​​lichaam te verwarmen, hangt af van verschillende factoren:

1. Massa van het lichaam: Hoe massant het lichaam, hoe meer warmte -energie het nodig heeft om zijn temperatuur te verhogen. Dit komt omdat u meer energie naar elk individueel deeltje in het lichaam moet overbrengen om de gewenste temperatuurstijging te bereiken.

2. Specifieke warmtecapaciteit: Dit is een eigenschap van het materiaal waar het lichaam van is gemaakt. Het vertegenwoordigt hoeveel warmte -energie nodig is om de temperatuur van 1 gram van de stof met 1 graden Celsius (of 1 graden Fahrenheit) te verhogen.

* Water heeft een hoge specifieke warmtecapaciteit, wat betekent dat er veel energie voor nodig is om op te warmen.

* Metalen hebben lage specifieke warmtecapaciteiten, wat betekent dat ze snel opwarmen.

3. Temperatuurverandering: Hoe groter de gewenste temperatuurverandering, hoe meer warmte -energie nodig is. Dit is recht evenredig - het dubbele van de temperatuurverandering, verdubbel de vereiste warmte -energie.

4. Faseverandering (optioneel): Als het lichaam een ​​faseverandering ondergaat (bijvoorbeeld smelten van vast tot vloeistof, of koken van vloeistof naar gas), is extra energie vereist. Deze energie gaat over het verbreken van de bindingen tussen deeltjes, in plaats van hun temperatuur te verhogen.

formule:

De relatie tussen warmte -energie (Q), massa (M), specifieke warmtecapaciteit (C) en temperatuurverandering (AT) wordt uitgedrukt door de volgende formule:

q =m * c * Δt

Voorbeeld:

Stel je voor dat je 1 kg water wilt verwarmen van 20 ° C tot 80 ° C. De specifieke warmtecapaciteit van water is ongeveer 4.184 J/(G ° C).

* q =(1000 g) * (4.184 j/(g ° C)) * (80 ° C - 20 ° C)

* q =251,040 J

Daarom heb je 251.040 joulen warmte -energie nodig om 1 kg water met 60 ° C te verwarmen.

Sleutelpunten:

* Warmte -energie wordt overgebracht door geleiding, convectie of straling.

* De overdracht van warmte -energie is afhankelijk van het temperatuurverschil tussen het lichaam en zijn omgeving.

* Warmte -energie wordt gemeten in Joules (J).