การวัดความร้อนและแบบจำลองอนุภาค
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| specific heat capacity/spəˈsɪfɪk hiːt kəˈpæsɪti/ | specific heat capacity: ความจุความร้อนจำเพาะ |
| latent heat/ˈleɪtənt hiːt/ | latent heat: ความร้อนแฝง |
อะไรจะอธิบายการสังเกตนี้ได้?
- มวลเท่ากันสองชิ้นได้รับพลังงานเท่ากันแต่แสดงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิต่างกัน คุณสมบัติของวัสดุกำหนดว่าพลังงานที่ถ่ายโอนจะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างไร
- เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้
สร้างโมเดล
- ความจุความร้อนจำเพาะ คือพลังงานที่ต้องการเพื่อ升高อุณหภูมิของมวลหนึ่งหน่วยหนึ่งองศา ความร้อนแฝงจำเพาะ เชื่อมโยงพลังงานกับการเปลี่ยนสถานะโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำหรับกระบวนการในทางทฤษฎี
- ความจุความร้อนจำเพาะ: พลังงานต่อมวลต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น; ความร้อนแฝง: พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสถานะ
ทำไมอุณหภูมิจึงคงที่ได้ในขณะที่สารบริสุทธิ์หลอมเหลว?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ระหว่างการหลอมเหลว พลังงานที่เข้ามาทำงานแยกอนุภาคออกจากกันต้านแรงดึงดูด - ความร้อนแฝง - แทนที่จะเพิ่มพลังงานจลน์ ดังนั้นอุณหภูมิจึงคงที่ พลังงานยังคงไหลเข้า แต่เปลี่ยนการจัดเรียง ไม่เปลี่ยนอุณหภูมิ
จับคู่แต่ละคำศัพท์เทคนิคกับความหมายที่แม่นยำ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ใช้นิยามเพื่อแยกแยะปริมาณและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
เลือกหลักฐานมาทดสอบสมมติฐาน
- อุณหภูมิเกี่ยวข้องกับ-motion ของอนุภาคในโมเดล; พลังงานภายในประกอบด้วยส่วนประกอบจากพลังงานจลน์และศักย์ ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะ พลังงานสามารถเปลี่ยนการจัดเรียงของอนุภาคแทนที่จะเปลี่ยนอุณหภูมิ
- วัดมวล อินพุตไฟฟ้า และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของบล็อกที่ฉนวนกันความร้อน ตรวจสอบให้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิจับสัมผัสได้ดี อนุญาตให้เวลาสำหรับการสมดุล และพิจารณาพลังงานที่ถ่ายโอนสู่สิ่งแวดล้อม
นิสัยสองอย่างใดทำให้การตรวจสอบหรือแบบจำลองในกรณีนี้รองรับได้มากขึ้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การระบุเงื่อนไขและสมมติฐานช่วยให้ผู้อื่นทำงานซ้ำได้โดยถูกต้อง และการบันทึกหลักฐานรองรับช่วยให้พวกเขาตรวจสอบข้อสรุปได้ การซ่อนผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันจะกำจัดหลักฐานที่อาจทลายข้อสรุปที่ผิดพลาด และข้อมูลจากตัววัดเพียงหนึ่งค่าไม่สามารถใช้ยืนยันข้ออ้างที่กว้างขวางได้
ทำงานจากปริมาณที่ทราบค่า
- ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
- ที่ทราบ: บล็อกมวล 0.50 kg รับพลังงาน 2,000 J และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 °C ใช้สูตร E = mcΔT จัดรูปสมการจะได้ c = E/(mΔT) c = 2,000/(0.50×10) = 400 J ต่อ kilogram ต่อองศา การสูญเสียความร้อนจะทำให้ค่าที่คำนวณจากอินพุตไฟฟ้ามีค่าน้อยกว่าความเป็นจริง
ตัวอย่างขนาด 2 kg ที่มี c=500 J ต่อ千克ต่อองศา อุ่นขึ้น 3 °C จงหาการเพิ่มของพลังงาน ใช้ลำดับขั้นตอนเดียวกัน: ค่าที่ทราบ → โมเดล → ความสัมพันธ์ → แทนค่า → หน่วยและการตีความ
ตัวอย่างมวล 2 kg มีค่าความจุความร้อนจำเพาะ c=500 J ต่อ kilogram ต่อองศา อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 3 °C จงหาพลังงานที่ได้รับ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ผลลัพธ์คือ 3000 J. ที่ทราบ: มวล 2 kg; c = 500 J ต่อ กิโลกรัม ต่อ องศา; อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 3 องศา C. ใช้ E = mc x การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ. E = 2 x 500 x 3 = 3,000 J. นี่คือพลังงานที่ตัวอย่างได้รับ โดยไม่คำนึงถึงการสูญเสีย
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- ส่วนราบของกราฟความร้อนสามารถแสดงถึงการเปลี่ยนสถานะ ไม่ใช่การขาดหายไปของการถ่ายโอนพลังงาน อย่าแทนค่าอุณหภูมิด้วยผลต่างอุณหภูมิใน E = mcΔT
- กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน
温度平台总是意味着零能量传递。此说法错误：加热曲线上的平台标志相变，此时能量用于改变粒子排列作为潜热。能量传递仍在继续；仅温度暂停。
การวัดอุณหภูมิและโมเดลอนุภาค: อุณหภูมิเกี่ยวข้องกับ-motion ของอนุภาคในโมเดล; พลังงานภายในประกอบด้วยส่วนประกอบจากพลังงานจลน์และศักย์ ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะ พลังงานสามารถเปลี่ยนการจัดเรียงของอนุภาคแทนที่จะเปลี่ยนอุณหภูมิ
ช่วงระดับอุณหภูมิ (temperature plateau) เสมอหมายถึงการถ่ายโอนพลังงานเป็นศูนย์
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ระนาบราบในกราฟความร้อนชี้ถึงการเปลี่ยนสถานะ ซึ่งพลังงานเข้าไปเปลี่ยนการจัดเรียงของอนุภาคด้วยความร้อนแฝง การถ่ายโอนพลังงานยังคงดำเนินอยู่ มีเพียงอุณหภูมิที่หยุดชะงักชั่วคราว
พลังงานต่อมวลต่อผลต่างอุณหภูมิ: เขียนคำศัพท์เทคนิค
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ความร้อนจำเพาะหมายถึง พลังงานต่อมวลต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น