อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?
มวลเท่ากันสองชิ้นได้รับพลังงานเท่ากันแต่แสดงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิต่างกัน คุณสมบัติของวัสดุกำหนดว่าพลังงานที่ถ่ายโอนจะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างไร
สร้างโมเดล
ความจุความร้อนจำเพาะ คือพลังงานที่ต้องการเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของมวลหนึ่งหน่วยขึ้นหนึ่งองศาความร้อนแฝงจำเพาะ เชื่อมโยงพลังงานกับการเปลี่ยนสถานะโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ สำหรับกระบวนการในทางทฤษฎีความจุความร้อนจำเพาะ: พลังงานต่อมวลต่อผลต่างอุณหภูมิ
ความร้อนแฝง: พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสถานะ
Q = mcΔT: พลังงานแปรผันตรงกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ที่นี่ 200 J ต่อ °C เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้
อุณหภูมิเชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคในแบบจำลอง; พลังงานภายในประกอบด้วยส่วนจลน์และส่วนศักย์
ระหว่างการเปลี่ยนสถานะ พลังงานอาจทำให้การจัดเรียงของอนุภาคเปลี่ยนไปแทนที่จะเพิ่มอุณหภูมิ
ในห้องปฏิบัติการ: วัดมวล, กำลังไฟเข้า และผลต่างอุณหภูมิของก้อนวัสดุที่ฉนวนกันความร้อน ตรวจสอบให้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิตัดกับพื้นผิวดี อนุญาตให้มีเวลาพอสำหรับการปรับสมดุล และพิจารณาพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังสิ่งแวดล้อม
เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว
Known: a 0.50 kg block gains 2,000 J and rises 10 °C.
ใช้สมการ E = mcΔT
จัดรูปสมการจะได้ c = E/(mΔT) ดังนั้น c = 2,000/(0.50×10) = 400 J ต่อ kilogram ต่อองศา
การสูญเสียความร้อนจะทำให้ค่าที่คำนวณจากกำลังไฟเข้ามีค่าน้อยเกินไป (หรือหากใช้ค่าที่วัดได้จริงจะสูงกว่าค่าที่แท้จริง)
ถึงคุณ: ตัวอย่างมวล 2 kg มีความจุความร้อนจำเพาะ c=500 J ต่อ kilogram ต่อองศา มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 3 °C จงหาพลังงานที่ได้รับ
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
ส่วนราบของกราฟความร้อนสามารถบ่งบอกถึงการเปลี่ยนสถานะ ไม่ใช่การขาดหายไปของการถ่ายโอนพลังงาน
อย่าแทนที่อุณหภูมิด้วยผลต่างอุณหภูมิในสมการ E = mcΔT
ไม่ถูกต้อง: ระดับอุณหภูมิคงที่เสมอหมายถึงไม่มีการถ่ายโอนพลังงาน ระดับอุณหภูมิคงที่บนกราฟความร้อนบ่งบอกถึงการเปลี่ยนสถานะ ซึ่งพลังงานถูกนำไปใช้ในการจัดเรียง ulangของอนุภาคเป็นความร้อนแฝง การถ่ายโอนพลังงานยังคงดำเนินอยู่ แต่เพียงอุณหภูมิที่หยุดชะงัก
จุดสำคัญ:
ความจุความร้อนจำเพาะคือพลังงานที่ต้องการเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของมวลหนึ่งหน่วยขึ้นหนึ่งองศา
อุณหภูมิเชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคในแบบจำลอง; พลังงานภายในประกอบด้วยส่วนจลน์และส่วนศักย์
ระวัง: ส่วนราบของกราฟความร้อนสามารถบ่งบอกถึงการเปลี่ยนสถานะ ไม่ใช่การขาดหายไปของการถ่ายโอนพลังงาน
เขียนจากการเพิ่มพลังงาน 4000 จูล
ตัวอย่างมวล 0.40 กก. ที่มีค่าความร้อนจำเพาะ 2000 จูลต่อกิโลกรัมต่อองศา Celsius ยกระดับอุณหภูมิขึ้น 5 องศา
หาการเพิ่มพลังงาน ระดับอุณหภูมิคงที่ก็ยังสามารถถ่ายโอนพลังงานได้
เขียนจากอุณหภูมิสุดท้าย 30 องศา
บล็อก 2.0 กิโลกรัม ที่ 20 °C รับพลังงาน 8,000 จูล; ความจุความร้อนจำเพาะคือ 400 จูล ต่อน้ำหนักหนึ่งกิโลกรัมต่อองศา
การเพิ่มอุณหภูมิตาม 8,000 ÷ (2.0 × 400) = 10 °C ดังนั้นอุณหภูมิสุดท้ายคือ 30 °C
เขียนจากอ่านค่าช่วงราบเรียบ
สารกำลังหลอมเหลวได้รับพลังงานต่อเนื่องแต่อุณหภูมิคงที่
พลังงานใช้สลายพันธะ ไม่ใช่เพิ่มพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาค — ช่วงราบเรียบคือพลังงานที่เก็บไว้ ไม่เคยเป็นพลังงานที่สูญเสียไป
