Av Lee Johnson
Uppdaterad 30 augusti 2022

MarianVejcik/iStock/GettyImages

TL;DR

Använd formeln Q =mcΔT för att beräkna värmeupptaget.

• F =värmeabsorberad (J)
• m =ämnets massa (kg)
• c =specifik värmekapacitet (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT =förändring i temperatur (°C)

Termodynamiska fundament

Termodynamikens första lag säger att förändringen i inre energi i ett system är lika med värmen som tillförs det plus det arbete som gjorts på det. Värme är en form av energiöverföring som endast sker mellan kroppar vid olika temperaturer; det flyter spontant från varmt till kallt. Att förstå dessa principer är viktigt för noggranna värmeberäkningar.

Specifik värmekapacitet

Specifik värmekapacitet, betecknad c , kvantifierar hur mycket energi som krävs för att höja temperaturen på 1 kg av ett material med 1°C. Typiska värden inkluderar:

• Vatten:4181Jkg⁻¹°C⁻¹
• Bly:128Jkg⁻¹°C⁻¹

Ett högre c betyder att materialet kräver mer energi för att ändra temperatur.

Beräkna värmeabsorption

Tillämpa den enkla relationen Q =mcΔT . Bestäm först temperaturändringen:ΔT =T_final – T_initial.

Exempel:Höj 2 kg vatten från 10°C till 50°C.

• ΔT =50°C – 10°C =40°C
• Q =2kg × 4181Jkg⁻¹°C⁻¹ × 40°C =334480J (≈334,5kJ)

Således krävs ungefär 334,5 kJ värme.

Enhetskonsistens och konvertering

Specifik värmekapacitet kan förekomma i alternativa enheter:joule per gram per °C, kalorier per gram per °C eller joule per mol per °C. Håll enheterna konsekventa under hela beräkningen. Till exempel, om c ges i Jg⁻¹°C⁻¹, använd massa i gram; om det är i Jmol⁻¹°C⁻¹, uttryck massan i mol. Temperaturskillnader uppmätta i Kelvin är numeriskt identiska med Celsiusskillnader, så ΔT kan användas direkt.

När du konverterar mellan energienheter, kom ihåg:1kalori =4,184J.