Heat at Calorimetry
Ang heat ay palaging dumadaloy mula sa mas mainit na bagay papunta sa mas malamig, hindi kailanman kabaliktaran, hanggang magkapareho sila ng temperatura. Magkano karaming energy ang kailangan para dito ay nakadepende sa tatlong bagay: magkano karaming bagay ang iniinitan mo, kung ano ang gawa nito, at gaano kalaking pagbabago ng temperatura ang gusto mo.
Ang Formula
Q = m · c · ΔT
- Q — enerhiyang init (J): ang energy na nailipat papasok o palabas sa object bilang heat
- m — masa (kg): magkano karaming substance ang iniinitan o pinapalamig
- c — espesipik na init (J/(kg·K)): ang energy na kailangan para taasan ang isang kilogram ng materyal nang isang kelvin
- ΔT — pagbabago ng temperatura (K): ang pagitan ng huling at simula na temperatura
Halimbawang Nalutas
Magkanong heat energy ang kailangan para mainitan ang 2 kg ng tubig nang 5 kelvin?
- m = 2 kg
- c = 4000 J/(kg·K)
- ΔT = 5 K
- Q = m · c · ΔT
- Q = 2 kg × 4000 J/(kg·K) × 5 K
Q = 40,000 J
Subukin ang iyong sarili
Sa halip na 2 kg, may 4 kg ka na ngayon ng tubig at gusto mo pa ring taasan ito nang 5 kelvin. Magkano karaming heat energy ang kailangan?
- 40,000 J
- 160,000 J
- Tamang sagot: 80,000 J
Tama! Ang pagdoble sa mass ay nagdodoble sa kailangang energy: 4 kg × 4000 J/(kg·K) × 5 K = 80,000 J.
Bumalik sa 2 kg ng tubig, ngunit ngayon ay 10 kelvin sa halip na 5 ang itaas sa temperatura. Magkano karaming heat energy ang kailangan?
- Tamang sagot: 80,000 J
- 40,000 J
- 20,000 J
Eksakto — ang pagdoble sa pagbabago ng temperatura ay nagdodoble sa energy: 2 kg × 4000 J/(kg·K) × 10 K = 80,000 J.
Saan Mo Ito Makikita
Sa parehong hapon, sinusunog ng buhangin sa dalampasigan ang iyong mga paa habang nananatiling malamig ang karagatan — ang isang kilogram ng tubig ay humihigop ng mga 4000 joules kada kelvin, ilang beses ng kailangan ng buhangin, kaya mabagal uminit ang dagat sa buong season. Ang metal na kutsara sa mainit na sabaw ay nagpapakita ng kabilang panig: mababang specific heat, mabilis na pagbabago ng temperatura.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Ang pinakamalalim na kalituhan ay ang paghawak sa heat at temperatura bilang iisang bagay — ang temperatura ay kung gaano kabilis gumagalaw ang mga molecule sa karaniwan, ang heat ay energy sa paglipat, at ang exchange rate sa pagitan nila ang sinasabi ng batas na ito: Q = m · c · ΔT. Pagkatapos, bantayan ang proporsyonalidad: ang pagdoble sa mass ay nagdodoble sa energy (ang 2 kg × 4000 J/(kg·K) × 5 K = 40,000 J ay nagiging 80,000 J sa 4 kg), at ganoon din ang pagdoble sa pagbabago ng temperatura. Tunay na nagbabayad ang iba't ibang materyal ng iba't ibang rate.
Paano Ito Konektado
Ipinakita ng ideal gas law kung paano itinatakda ng temperatura ng gas ang pressure nito; ito naman ang listahan ng presyo para sa anumang pagbabago ng temperatura — mass, materyal, at pagbabago, minultiply nang buo. Ang mga heat engine naman, na susunod, ay sinusubukang igulong ang daloy ng heat na iyon sa isang cycle at humugot ng work mula dito, at malalim ang kanilang pakialam kung magkano ang heat na kailangan nilang gastusin.