Formula panas ceped, cara menghitungnya dan menyelesaikan latihan

Dia Panas terwalah Ini adalah transfer energi antara dua tubuh pada suhu yang berbeda. Suhu yang lebih tinggi memberikan panas pada suhunya yang lebih rendah. Apakah tubuh menghasilkan atau menyerap panas, suhunya atau kondisi fisiknya dapat bervariasi tergantung pada massa dan karakteristik bahan yang dibuatnya.

Contoh yang baik adalah dalam secangkir kopi yang mengepul. Sendok logam yang diaduk gula. Jika dibiarkan di dalam cangkir cukup waktu, sendok teh kopi dan logam akan berakhir. Beberapa panas akan diteruskan ke lingkungan, karena sistem tidak terisolasi.

Kopi dan sendok teh menjadi keseimbangan termal untuk sementara waktu. Sumber: Pixabay.

Saat suhu dicocokkan, keseimbangan termal.

Jika tes yang sama dilakukan dengan sendok teh plastik, itu pasti akan memperhatikan bahwa itu tidak memanas secepat logam, tetapi pada akhirnya itu juga akan seimbang dengan kopi dan segala sesuatu yang mengelilinginya.

Ini karena logam memimpin panas lebih baik daripada plastik. Di sisi lain, pasti kopi memberi panas pada tingkat yang berbeda dari cokelat panas atau minuman lainnya. Kemudian, panas yang ditugaskan atau diserap oleh masing -masing objek tergantung pada bahan atau zat mana yang dibuat.

[TOC]

Apa itu dan formula

Panas selalu mengacu pada aliran atau transit energi antara satu objek dan yang lain, karena perbedaan suhu.

Itulah sebabnya ada pembicaraan tentang panas yang ditugaskan atau diserap panas, karena dengan menambahkan atau mengekstraksi panas atau energi dalam beberapa cara, dimungkinkan untuk memodifikasi suhu suatu elemen.

Biasanya disebut jumlah panas yang dihasilkan objek terpanas. Nilai ini sebanding dengan massa objek tersebut. Tubuh dengan massa besar mampu melepaskan lebih banyak panas daripada massa yang lebih rendah lainnya.

Dapat melayani Anda: Millikan Eksperimen: Prosedur, Penjelasan, Pentingnya

Perbedaan suhu Δt

Faktor penting lainnya dalam perhitungan panas yang ditetapkan adalah perbedaan suhu bahwa objek yang menghasilkan pengalaman panas. Itu dilambangkan sebagai ΔT Dan itu dihitung seperti ini:

Δt = t_F - T_{salah satu}

Akhirnya, jumlah panas yang ditugaskan juga tergantung pada sifat dan karakteristik objek, yang dirangkum secara kuantitatif dalam konstanta yang disebut Panas panas spesifik, dilambangkan sebagai C.

Jadi akhirnya ekspresi untuk panas yang ditugaskan adalah sebagai berikut:

Q_Melesat = - m.C.ΔT

Hasilnya dilambangkan dengan tanda negatif.

Panas spesifik dan kapasitas panas suatu zat

Panas spesifik adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat dengan 1 ° C. Itu adalah sifat intrinsik dari material. Unit -unitnya dalam sistem internasional adalah: joule/kg . K (joule antara kilogram x suhu dalam derajat kelvin).

Kapasitas panas C adalah konsep yang terkait, tetapi sedikit berbeda, karena massa objek mengintervensi. Kapasitas panas didefinisikan sebagai berikut:

C = mc

Unit -unitnya di S.yo. Mereka joule/k. Sehingga panas ceded juga dapat diekspresikan secara setara sebagai:

Q = -C. ΔT

Cara menghitungnya?

Untuk menghitung panas yang ditetapkan oleh suatu objek, diperlukan untuk mengetahui hal -hal berikut:

- Panas spesifik zat yang memberi panas.

- Massa zat tersebut

- Suhu akhir untuk mendapatkan

Nilai panas spesifik untuk banyak bahan telah ditentukan secara eksperimental dan tersedia dalam tabel.

Kalorimetri

Sekarang, jika nilai ini tidak diketahui, dimungkinkan untuk mendapatkannya dengan bantuan termometer dan air dalam wadah yang terisolasi secara termal: kalorimeter. Skema perangkat ini ditunjukkan pada gambar yang menyertai Latihan 1.

Sampel zat ini direndam pada suhu tertentu dalam jumlah air yang sebelumnya diukur. Suhu akhir diukur dan dengan nilai yang diperoleh panas spesifik dari material ditentukan.

Dapat melayani Anda: Kesalahan acak: rumus dan persamaan, perhitungan, contoh, latihan

Membandingkan hasil dengan nilai yang ditabulasi, dapat diketahui zat apa itu. Prosedur ini dipanggil kalorimetri.

Keseimbangan panas dilakukan dengan konservasi energi:

Q _Melesat + Q _{diserap = 0}

Latihan terpecahkan

Latihan 1

0 sepotong 0.35 kg pada suhu 150 ºC dalam 500 ml air pada suhu 25 º C. Menemukan:

a) Suhu keseimbangan akhir

b) Berapa banyak panas yang mengalir dalam proses ini?

Data

C_tembaga = 385 J/kg . ºC

C_{air =} 4180 J/kg . ºC

Kepadatan air: 1000 kg/m³

Skema Kalorimeter Dasar: Wadah dengan air terisolasi dan termometer untuk mengukur perubahan suhu. Lfiente: dr. Tilahun Tesfaye [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Larutan

a) Tembaga memberi panas saat air menyerapnya. Karena sistem dianggap tertutup, hanya air dan sampel campur tangan dalam keseimbangan panas:

Q _Melesat = Q _terserap

Di sisi lain, perlu menghitung massa 500 mL air:

500 ml = 0.5 l = 0.0005 m³

Dengan data ini, massa air dihitung:

massa = kepadatan x volume = 1000 kg/m³ . 0.0005 m³ = 0.5 kg

Persamaan panas dinaikkan di setiap zat:

Q_Melesat = -m_tembaga . C_tembaga. ΔT = -0.35 kg . 385 J/kg .ºC . (T_F -150 ºC) = -134.75 (t_F - 150) J

Q_terserap = m_air . C_air. ΔT = 0.5 kg . 4186 J/kg . ºC .(T_F -25 ºC) = 2093 (t_F -25) J        

Menyamakan hasil yang Anda miliki:

2093 (t_F - 25) = -134.75 (t_F - 150)

Ini adalah persamaan linier dengan yang tidak diketahui, yang solusinya adalah:

T_F = 32.56 ºC

b) Jumlah panas yang mengalir adalah panas yang ditetapkan atau panas yang diserap:

Q _Melesat = - 134.75 (32.56 - 150) j = 15823 j

Q _terserap = 2093 (32.56 - 25) j = 15823 j

Latihan 2

Sepotong tembaga 100 g dipanaskan dalam oven hingga suhu T_{salah satu} Dan kemudian dimasukkan ke dalam kalorimeter tembaga 15 g yang mengandung 200 g air pada 16 º C. Suhu akhir sekali dalam keseimbangan adalah 38 º C. Ketika kalorimeter dan isinya ditimbang, ditemukan bahwa saya telah menguap.2 g air berapa suhu awal t_{salah satu}?

Dapat melayani Anda: Worm Hole: Sejarah, Teori, Jenis, Formasi

Data: Panas laten penguapan air adalah L_v = 2257 kJ/kg

Larutan

Latihan ini berbeda dari yang sebelumnya, karena harus dipertimbangkan bahwa kalorimeter juga menyerap panas. Panas yang ditugaskan oleh potongan tembaga diinvestasikan dalam semua hal berikut:

- Panaskan air dari kalorimeter (200 g)

- Panaskan tembaga di mana kalorimeter dibuat (150 g)

- Menguap 1.2 gram air (untuk perubahan fase Anda juga membutuhkan energi).

Q_Melesat = -100 X 1 x 10 ^-3 kg. 385 J/kg . ºC. (38 - t_{salah satu} ) ºC = -38.5. (38 - t_{salah satu}) J

Q _{diserap olehnya kalorimeter} = Q _{diserap oleh air} + Q _penguapan + Q _{diserap oleh tembaga}

0.2 kg .4186 J/kg ºC .(38 - 16 ºC) + 1.2 x 10^-3 kg. 2257000 J/kg +0.150 kg .385 J/kg .ºC.(38 - 16 ºC) =

18418.4 +2708.4 + 1270.5 j = 22397.3 j

Karena itu:

-38.5. (38 - t_{salah satu}) = 22397.3

T_{salah satu} = 619.7 ºC

Panas yang diperlukan untuk membawa 1 juga bisa dipertimbangkan.2 g air hingga 100 º C, tetapi jumlahnya cukup kecil dibandingkan.

Referensi

1. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6^th. Ed. Prentice Hall. 400 - 410.
2. Kirkpatrick, l. 2007. Fisika: Pandangan Dunia. 6^ta Edisi Singkat. Pembelajaran Cengage. 156 - 164.
3. Rex, a. 2011. Dasar -dasar fisika. Pearson. 309 - 332.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14^th. Ed. Volume 1. 556 - 553.
5. Serway, r., Vulle, c. 2011. Dasar -dasar fisika. 9^na Pembelajaran Cengage.