La termodinamica è il campo della fisica che riguarda la temperatura, il calore e, in definitiva, i trasferimenti di energia. Sebbene le leggi della termodinamica possano essere un po 'difficili da seguire, la prima legge della termodinamica è una semplice relazione tra il lavoro svolto, il calore aggiunto e il cambiamento di energia interna di una sostanza. Se devi calcolare un cambiamento di temperatura, è un semplice processo di sottrarre la vecchia temperatura a quella nuova, oppure può riguardare la prima legge, la quantità di energia aggiunta come calore e la capacità termica specifica della sostanza in domanda.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Un semplice cambiamento di temperatura viene calcolato sottraendo la temperatura finale dalla temperatura iniziale. Potrebbe essere necessario convertire da Fahrenheit a Celsius o viceversa, cosa che puoi fare usando una formula o un calcolatore online.

Quando è coinvolto il trasferimento di calore, usa questa formula: cambio di temperatura = Q /cm a calcolare il cambiamento di temperatura da una quantità specifica di calore aggiunto. Q
rappresenta il calore aggiunto, c
è la capacità termica specifica della sostanza che stai riscaldando, e m
è la massa della sostanza che stai riscaldando .

Qual è la differenza tra calore e temperatura?

Il bit chiave dello sfondo di cui hai bisogno per un calcolo della temperatura è la differenza tra calore e temperatura. La temperatura di una sostanza è qualcosa che ti è familiare dalla vita di tutti i giorni. È la quantità che misuri con un termometro. Sapete anche che i punti di ebollizione e i punti di fusione delle sostanze dipendono dalla loro temperatura. In realtà, la temperatura è una misura dell'energia interna di una sostanza, ma quell'informazione non è importante per calcolare il cambiamento di temperatura.

Il calore è un po 'diverso. Questo è un termine per il trasferimento di energia attraverso la radiazione termica. La prima legge della termodinamica dice che il cambiamento di energia equivale alla somma del calore aggiunto e del lavoro svolto. In altre parole, puoi dare più energia a qualcosa scaldandola (trasferendola calore) o muovendola o muovendola fisicamente (facendola lavorare su di essa).

Calcolo semplice dei calcoli della temperatura

Il calcolo della temperatura più semplice che potresti dover fare è calcolare la differenza tra una temperatura di inizio e di fine. Questo è facile. Sottrai la temperatura finale dalla temperatura iniziale per trovare la differenza. Quindi se qualcosa inizia a 50 gradi Celsius e termina a 75 gradi C, il cambiamento di temperatura è di 75 gradi C - 50 gradi C = 25 gradi C. Per la diminuzione della temperatura, il risultato è negativo.

Il la più grande sfida per questo tipo di calcolo si verifica quando è necessario eseguire una conversione della temperatura. Entrambe le temperature devono essere Fahrenheit o Celsius. Se ne hai uno, convertine uno. Per passare da Fahrenheit a Celsius, sottrarre 32 dalla quantità in Fahrenheit, moltiplicare il risultato per 5 e quindi dividerlo per 9. Per convertire da Celsius a Fahrenheit, prima moltiplicare l'importo per 9, quindi dividerlo per 5 e infine aggiungi 32 al risultato. In alternativa, usa solo un calcolatore online.

Calcolo del cambiamento di temperatura da Heat Transfer

Se stai facendo un problema più complicato che riguarda il trasferimento di calore, calcolare il cambiamento di temperatura è più difficile. La formula che ti serve è:

Variazione della temperatura = Q /cm

Dove Q
è il calore aggiunto, c
è la capacità termica specifica della sostanza e m
è la massa della sostanza che stai riscaldando. Il calore è dato in joule (J), la capacità termica specifica è una quantità in joule per chilogrammo (o grammo) ° C, e la massa è in chilogrammi (kg) o grammi (g). L'acqua ha una capacità termica specifica di poco inferiore a 4,2 J /g ° C, quindi se aumenti la temperatura di 100 g di acqua utilizzando 4.200 J di calore, ottieni:

Variazione di temperatura = 4200 J ÷ (4.2 J /g ° C × 100 g) = 10 ° C

L'acqua aumenta di temperatura di 10 gradi C. L'unica cosa che devi ricordare è che devi usare unità coerenti per la massa. Se hai una capacità termica specifica in J /g ° C, allora hai bisogno della massa della sostanza in grammi. Se lo hai in J /kg ° C, allora hai bisogno della massa della sostanza in chilogrammi.