Non è possibile calcolare la quantità esatta di energia termica richiesta per aumentare la temperatura del carbone semplicemente conoscendo la sua massa e il cambiamento di temperatura. Ecco perché:

* Il carbone non è una sostanza pura: Il carbone è una complessa miscela di idrocarburi, minerali e altri composti. La sua composizione varia notevolmente a seconda della fonte e del tipo di carbone.

* Varia la capacità termica specifica: La capacità termica specifica (la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di sostanza di 1 grado Celsius) non è costante per il carbone. Dipende dalla composizione specifica del carbone, dal suo contenuto di umidità e dall'intervallo di temperatura.

Tuttavia, è possibile stimare l'energia termica richiesta utilizzando i seguenti passaggi:

1. Determina il tipo di carbone: Identifica il tipo specifico di carbone con cui stai lavorando (ad es. Antracite, bituminoso, lignite).

2. Trova la capacità termica specifica approssimativa: Cerca dati pubblicati sulla capacità termica specifica di quel tipo di carbone. Potresti trovare valori in database scientifici o pubblicazioni.

3. Considera il contenuto di umidità: Il carbone contiene spesso umidità. L'acqua nel carbone assorbirà anche il calore, quindi dovrai tenere conto della sua specifica capacità di calore (4.184 J/G ° C) e del contenuto d'acqua del campione di carbone.

4. Calcola l'energia termica: Usa la seguente formula:

Energia termica (Q) =massa di carbone (m) x Capacità termica specifica del carbone (c) x variazione di temperatura (Δt)

Esempio:

Supponiamo che tu abbia 100 grammi di carbone bituminoso con un contenuto di umidità del 5% e vuoi aumentare la sua temperatura da 20 ° C a 100 ° C.

1. Capacità termica specifica approssimativa: Supponiamo che la capacità termica specifica del carbone bituminoso sia di circa 1,0 J/G ° C.

2. Contenuto dell'acqua: Il 5% di 100 grammi è di 5 grammi di acqua.

3. Cambiamento della temperatura: ΔT =100 ° C - 20 ° C =80 ° C

energia termica per carbone:

* Q =95 g (carbone) x 1,0 J/g ° C x 80 ° C =7600 J

energia termica per acqua:

* Q =5 g (acqua) x 4.184 J/g ° C x 80 ° C =1673,6 J

Energia termica totale: 7600 J + 1673,6 J =9273,6 J

Nota importante: Questo calcolo è un'approssimazione. L'energia termica effettiva richiesta potrebbe variare in modo significativo a seconda della composizione del carbone specifica e del contenuto di umidità effettivo.