Ciepło i bilans cieplny

Q = mcΔT · przemiany fazowe · temperatura mieszaniny

Masa m [kg]Ciepło właściwe c [J/kg·K]Zmiana temp. ΔT [K]

Ciepło Q

210 000 J

Q = m·c·ΔT. Ciepło właściwe c mówi, ile energii trzeba, by ogrzać 1 kg substancji o 1 K. Woda ma wysokie c (4200) — dużo ciepła magazynuje.

Trzy rachunki z termodynamiki. Ciepło ogrzewania zależy od masy, ciepła właściwego i zmiany temperatury:

$Q=m\,c\,\Delta T$

Ciepło przemiany fazowej (topnienia, parowania) zachodzi w stałej temperaturze: $Q=m\,L$ . Temperaturę końcową mieszaniny dwóch ciał wyznacza bilans cieplny (ciepło oddane = ciepło pobrane):

$T_k=\frac{m_1 c_1 T_1+m_2 c_2 T_2}{m_1 c_1+m_2 c_2}$

Kalkulator ma presety ciepła właściwego (woda 4200, aluminium 900, żelazo 450 J/kg·K).

Przykłady

Ogrzanie 1 kg wody o 50 K

→ Q = 1·4200·50 = 210 000 J

Stopienie 1 kg lodu (L = 334 000)

→ Q = 334 000 J (temperatura się nie zmienia)

Mieszanie 1 kg wody 80°C + 0,5 kg 20°C

→ T_k = 60°C

Powiązane materiały

Symulacja: ciepło właściwe (Q=mcΔT) → Wzór: ciepło ogrzewania → Wzór: ciepło przemiany fazowej →

Najczęstsze pytania

Dlaczego woda tak wolno się nagrzewa?+

Ma wysokie ciepło właściwe (4200 J/kg·K) — potrzeba dużo energii, by ją ogrzać. Dlatego łagodzi klimat: morza wolno się nagrzewają i wolno stygną.

Czemu podczas topnienia temperatura nie rośnie?+

Bo dostarczane ciepło zrywa wiązania między cząsteczkami (zmienia stan skupienia), zamiast zwiększać ich energię ruchu. Stąd Q = mL przy stałej temperaturze.

← Wszystkie kalkulatory