Comment calculer l'énergie thermique de la température et des changements de phase

Énergie thermique et Changement de température

1. Calculer la différence de température. Soustraire la température finale de la température initiale à trouver la différence de température (T). Par exemple, si les changements de température de 60 degrés Celsius à 10 degrés Celsius pendant un processus de refroidissement, la différence de température est la suivante: T = -50 = C 10 C - 60 C = T (final) - T (initial).

2. Consulter la capacité calorifique spécifique (c) de la matière subissant le processus de chauffage ou de refroidissement. Chaque matériau a une capacité unique de chaleur spécifique. Ces valeurs sont généralement compilés dans des matériaux ou des manuels chimiques. Par exemple, la capacité thermique spécifique de l'eau liquide est de 4,186 J / (kgC).

3. Mesurer la masse (m) de l'échantillon subissant le processus de chauffage ou de refroidissement. Utilisez une échelle pour mesurer la masse avant ou après le processus.

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   Calculer l'énergie thermique gagné ou perdu au cours du processus de chauffage ou de refroidissement. L'énergie thermique (Q) est obtenue selon la formule suivante: Q = (m) x (C) x (T). Par exemple, si 1 kg d'eau est refroidie de 60 degrés Celsius à 10 degrés Celsius, puis l'énergie thermique perdue par l'eau pendant le processus de refroidissement est Q = J = -209,300 (1 kg) x (4,186 J / (kgC) ) x (-50 C) = (m) x (C) x (T). Le signe négatif indique une énergie thermique pour une perte d'énergie et de refroidissement est associée à. Une valeur positive pour Q résultats lors d'un gain d'énergie typique d'un processus de chauffage.

Énergie thermique et à changement de phase

1. Consulter la chaleur latente (L) du matériau subissant le changement de phase. Chaque changement de phase pour un matériau spécifique a une chaleur latente unique. Le changement de l'état solide à l'état liquide ou solide à liquide est caractérisé par la chaleur latente de fusion (Lf). La chaleur latente de vaporisation (Lv) est associé au changement de phase liquide-gaz. Ces valeurs de chaleur latente sont généralement compilés dans des matériaux ou des manuels chimiques. Par exemple, la chaleur latente de fusion associée à la variation de phase de la glace à l'eau liquide est 3,34 x 10 ^ 5 J / kg, alors que la chaleur latente de vaporisation associé au changement de phase à partir de la vapeur à l'eau liquide est 2,26 x 10 ^ 6 J / kg.

2. Mesure de la masse (m) de l'échantillon subissant le changement de phase. Le processus de changement de phase est limitée à la période de temps pendant laquelle il n'y a aucune variation de température dans l'échantillon. Utilisez une échelle pour mesurer la masse. Mesurer la masse d'un échantillon de gaz est difficile, il est donc préférable de prendre la mesure de masse avant la vaporisation ou après condensation.

3. Calculer l'énergie thermique gagné ou perdu au cours du processus de changement de phase. L'énergie thermique (Q) est obtenue selon la formule suivante: Q = (m) x (L), où L peut représenter Lf ou Lv. Par exemple, si 1 kg d'eau liquide à 100 degrés Celsius est bouillie pour former de la vapeur à 100 degrés Celsius, l'énergie thermique acquise par la vapeur est: Q = 2,26 x 10 ^ 6 j = (1 kg) x (2,26 x 10 ^ 6 J / kg) = (m) x (Lv). De manière similaire, l'énergie acquise par 1 kg de glace à 0 ° C la conversion à 1 kg d'eau liquide à 0 ° C est: Q = 3,34 x 10 ^ 5 j = (1 kg) x (3,34 x 10 ^ 5 J / kg) = (m) x (Lf).