Contente
- TL; DR (muito longo; não leu)
- Qual é a diferença entre calor e temperatura?
- Mudança simples nos cálculos de temperatura
- Cálculo da mudança de temperatura por transferência de calor
Termodinâmica é o campo da física relacionado à temperatura, calor e, finalmente, às transferências de energia. Embora as leis da termodinâmica possam ser um pouco complicadas de seguir, a primeira lei da termodinâmica é uma relação simples entre o trabalho realizado, o calor adicionado e a mudança na energia interna de uma substância. Se você precisar calcular uma mudança de temperatura, é um processo simples de subtrair a temperatura antiga da nova ou pode envolver a primeira lei, a quantidade de energia adicionada como calor e a capacidade específica de calor da substância em questão. Pergunta, questão.
TL; DR (muito longo; não leu)
Uma simples mudança de temperatura é calculada subtraindo a temperatura final da temperatura inicial. Pode ser necessário converter de Fahrenheit para Celsius ou vice-versa, o que pode ser feito usando uma fórmula ou uma calculadora on-line.
Quando a transferência de calor estiver envolvida, use esta fórmula: mudança de temperatura = Q / cm para calcular a mudança de temperatura a partir de uma quantidade específica de calor adicionada. Q representa o calor adicionado, c é a capacidade específica de calor da substância que você está aquecendo e m é a massa da substância que você está aquecendo.
Qual é a diferença entre calor e temperatura?
O principal histórico necessário para o cálculo da temperatura é a diferença entre calor e temperatura. A temperatura de uma substância é algo que você conhece da vida cotidiana. É a quantidade que você mede com um termômetro. Você também sabe que os pontos de ebulição e os pontos de fusão das substâncias dependem da temperatura. Na realidade, a temperatura é uma medida da energia interna de uma substância, mas essa informação não é importante para calcular a mudança de temperatura.
O calor é um pouco diferente. Este é um termo para a transferência de energia através de radiação térmica. A primeira lei da termodinâmica diz que a mudança na energia é igual à soma do calor adicionado e do trabalho realizado. Em outras palavras, você pode dar mais energia a algo aquecendo-o (transferindo calor para ele) ou movendo-o ou mexendo-o fisicamente (trabalhando nele).
Mudança simples nos cálculos de temperatura
O cálculo mais simples da temperatura que você pode fazer envolve calcular a diferença entre uma temperatura inicial e final. Isso é facil. Você subtrai a temperatura final da temperatura inicial para encontrar a diferença. Portanto, se algo começa em 50 graus Celsius e termina em 75 graus C, então a mudança de temperatura é de 75 graus C - 50 graus C = 25 graus C. Para reduções de temperatura, o resultado é negativo.
O maior desafio para esse tipo de cálculo ocorre quando você precisa fazer uma conversão de temperatura. Ambas as temperaturas devem ser Fahrenheit ou Celsius. Se você tiver um de cada, converta um deles. Para mudar de Fahrenheit para Celsius, subtraia 32 do valor em Fahrenheit, multiplique o resultado por 5 e depois divida-o por 9. Para converter de Celsius em Fahrenheit, primeiro multiplique o valor por 9, depois divida por 5 e, finalmente, adicione 32 ao resultado. Como alternativa, basta usar uma calculadora online.
Cálculo da mudança de temperatura por transferência de calor
Se você estiver enfrentando um problema mais complicado envolvendo transferência de calor, é mais difícil calcular a mudança de temperatura. A fórmula que você precisa é:
Mudança de temperatura = Q / cm
Onde Q é o calor adicionado, c é a capacidade térmica específica da substância e m é a massa da substância que você está aquecendo.O calor é dado em joules (J), a capacidade específica de calor é uma quantidade em joules por quilograma (ou grama) ° C e a massa é em quilogramas (kg) ou gramas (g). A água tem uma capacidade térmica específica de pouco menos de 4,2 J / g ° C; portanto, se você estiver elevando a temperatura de 100 g de água usando 4.200 J de calor, terá:
Variação da temperatura = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
A água aumenta a temperatura em 10 graus C. A única coisa que você precisa lembrar é que você precisa usar unidades consistentes para massa. Se você possui uma capacidade térmica específica em J / g ° C, precisa da massa da substância em gramas. Se você o possui em J / kg ° C, precisa da massa da substância em quilogramas.