Ce vei înțelege
- Separi temperatura de transferul de căldură.
- Calculezi energia pentru o încălzire simplă.
Înainte să începi: Masă, diferențe de temperatură și proporționalitate.
Două mărimi diferite
Temperatura caracterizează starea termică. Căldura este energie transferată din cauza unei diferențe de temperatură. Într-o formulare riguroasă, nu spunem că un corp „conține căldură” ca pe o substanță.
Energia internă depinde de mai multe aspecte ale sistemului, inclusiv cantitatea de materie și starea sa.
Relația pentru încălzire
Când nu există schimbare de fază și căldura specifică c este aproximativ constantă, folosim Q = mcΔT. Masa m este în kg, c în J/(kg·K), iar ΔT în K sau ca diferență numerică echivalentă în °C.
O variație de 10 °C are aceeași mărime ca o variație de 10 K. Aceasta nu înseamnă că 10 °C este aceeași temperatură cu 10 K.
Exemplu
Pentru 0,20 kg de apă încălzită cu 5 °C și c ≈ 4200 J/(kg·K), Q ≈ 4200 J. Modelul neglijează vasul și pierderile către mediu.
Dacă masa se dublează, aceeași creștere de temperatură cere de două ori mai multă energie, în aceleași condiții.
Schimbarea de fază cere alt bilanț
În timpul unei tranziții de fază la presiune fixată, transferul de energie poate avea loc fără creșterea temperaturii. Nu aplica automat Q = mcΔT întregului proces dacă gheața se topește și apoi apa se încălzește.
Conducția și atingerea
Materialele transferă energia cu viteze diferite. Senzația la atingere depinde de acest transfer și de proprietățile pielii, nu numai de temperatura obiectului.
Pentru compararea temperaturilor, un instrument adecvat este mai sigur decât impresia subiectivă. Pentru calcule, precizează ce corpuri și schimbări sunt incluse.
Aplică ideea
Câtă energie primește un corp de 0,50 kg cu c = 800 J/(kg·K) când temperatura crește cu 12 K, fără schimbare de fază?
Răspuns explicat
Q = 0,50 × 800 × 12 = 4800 J. Rezultatul presupune c constant și se referă la energia primită de corp, nu la energia totală consumată de o sursă cu pierderi.
Continuă învățarea
Vezi aplicația De ce metalul pare mai rece decât lemnul din aceeași cameră? și continuă cu parcursul Energie, electricitate și unde.
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre temperatură și căldură?
Temperatura caracterizează starea termică. Căldura descrie energie transferată între sisteme din cauza unei diferențe de temperatură, nu o substanță depozitată în corp.
Când pot folosi formula Q = mcΔT?
Formula se aplică unei încălziri sau răciri fără schimbare de fază, când căldura specifică poate fi aproximată constantă în intervalul studiat.
Un corp cu masă mai mare are obligatoriu temperatură mai mare?
Nu. Masa și temperatura sunt mărimi diferite. Două corpuri de mase diferite pot avea aceeași temperatură și capacități calorice diferite.
Surse și lecturi suplimentare
Parte din parcursul Energie, electricitate și unde
Următoarea lecție: Legea lui Ohm: tensiune, curent și rezistență →
