ความร้อนจำเพาะคือปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการทำให้สารบริสุทธิ์เพิ่มขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียส ความร้อนจำเพาะของสารขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลและเฟสของมัน การค้นพบความร้อนจำเพาะได้ฟื้นฟูการศึกษาอุณหพลศาสตร์ การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานผ่านความร้อนและการทำงานของระบบ ความร้อนและอุณหพลศาสตร์จำเพาะใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเคมี วิศวกรรมนิวเคลียร์ และอากาศพลศาสตร์ ตลอดจนในชีวิตประจำวันในหม้อน้ำรถยนต์และระบบทำความเย็น หากคุณต้องการทราบวิธีการคำนวณความร้อนจำเพาะ ให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้
ขั้นตอน
วิธีที่ 1 จาก 2: การเรียนรู้พื้นฐาน
ขั้นตอนที่ 1 ทำความเข้าใจเงื่อนไขที่ใช้ในการคำนวณความร้อนจำเพาะ
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจคำศัพท์ที่ใช้ในการคำนวณความร้อนจำเพาะก่อนที่คุณจะเรียนรู้สูตรสำหรับความร้อนจำเพาะ คุณต้องรู้วิธีแยกแยะสัญลักษณ์ของแต่ละคำและเข้าใจความหมาย ต่อไปนี้เป็นคำศัพท์บางคำที่มักใช้ในสมการเพื่อคำนวณความร้อนจำเพาะของสาร:
-
เดลต้าหรือสัญลักษณ์ แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงในตัวแปร
ตัวอย่างเช่น ถ้าอุณหภูมิเริ่มต้นของคุณ (T1) คือ 150ºC และอุณหภูมิที่สองของคุณ (T2) คือ 20ºC ดังนั้น T หรืออุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง จะหมายถึง 150ºC - 20ºC หรือ 130ºC
- มวลของวัสดุแสดงด้วย ม.
- ปริมาณความร้อนแสดงด้วย Q ปริมาณความร้อนแสดงด้วยหน่วยของ J หรือ Joule
- T คืออุณหภูมิของสาร
- ความร้อนจำเพาะแสดงโดย CNS.
ขั้นตอนที่ 2 ศึกษาสมการความร้อนจำเพาะ
หากคุณคุ้นเคยกับคำศัพท์ที่ใช้ในการคำนวณความร้อนจำเพาะ คุณควรศึกษาสมการเพื่อหาความร้อนจำเพาะของสาร สูตรคือ: คNS = Q/mΔT.
-
คุณสามารถเปลี่ยนสูตรนี้ได้หากต้องการค้นหาการเปลี่ยนแปลงของความร้อนแทนความร้อนจำเพาะ สูตรจะมีลักษณะดังนี้:
Q = mCNSNS
วิธีที่ 2 จาก 2: การคำนวณความร้อนจำเพาะ
ขั้นตอนที่ 1 ศึกษาสมการ
ก่อนอื่น คุณต้องดูสมการเพื่อหาว่าคุณต้องทำอะไรเพื่อหาความร้อนจำเพาะ ลองดูปัญหานี้: ค้นหาความร้อนจำเพาะ 350 กรัมของสารที่ไม่รู้จักหากได้รับความร้อน 34,700 จูล และอุณหภูมิของสารนั้นเพิ่มขึ้นจาก 22ºC เป็น 173ºC โดยไม่มีการเปลี่ยนเฟส
ขั้นตอนที่ 2 เขียนปัจจัยที่รู้จักและไม่รู้จัก
หากคุณเข้าใจปัญหาแล้ว คุณสามารถจดตัวแปรที่รู้จักและไม่รู้จักเพื่อให้รู้ว่าคุณกำลังทำอะไรดีขึ้น นี่คือวิธีการ:
- ม. = 350 ก.
- Q = 34,700 จูล
- T = 173ºC - 22ºC = 151ºC
- คNS = ไม่รู้จัก
ขั้นตอนที่ 3 เสียบปัจจัยที่ทราบลงในสมการ
คุณรู้ค่าของตัวแปรทั้งหมดแล้ว ยกเว้น CNS ดังนั้นคุณต้องแทนค่าอื่นๆ ลงในสมการเดิมแล้วหา CNS นี่คือวิธีการ:
- สมการเริ่มต้น: คNS = Q/mΔT
- c = 34,700 J/(350 ก. x 151ºC)
ขั้นตอนที่ 4 แก้สมการ
เนื่องจากคุณได้แยกตัวประกอบที่ทราบแล้วลงในสมการแล้ว ให้ใช้เลขคณิตอย่างง่ายในการแก้สมการนั้น ความร้อนจำเพาะหรือผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายคือ 0.656575221286 J/(g x C)
- คNS = 34,700 J/(350 กรัม x 151ºC)
- คNS = 34,700 J/(52850 ก. x C)
- คNS = 0, 65657521286 เจ/(g x C)
เคล็ดลับ
- หน่วย SI (ระบบสากล) สำหรับความร้อนจำเพาะคือจูลต่อองศาเซลเซียสต่อกรัม
- โลหะร้อนเร็วกว่าน้ำเนื่องจากมีความร้อนจำเพาะต่ำ
- แคลอรีมิเตอร์บางครั้งใช้สำหรับการถ่ายเทความร้อนเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือทางเคมี
- เมื่อมองหาความร้อนจำเพาะ ให้ขีดฆ่าหน่วยที่สามารถขีดฆ่าออกได้
- สามารถค้นหาความร้อนเฉพาะสำหรับวัตถุจำนวนมากได้ทางออนไลน์เพื่อตรวจสอบงานของคุณ
- การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในวัสดุที่มีความร้อนจำเพาะต่ำจะมากกว่าวัสดุอื่นๆ หากสิ่งอื่นทั้งหมดมีค่าเท่ากัน
- เรียนรู้สูตรการหาความร้อนจำเพาะของอาหาร คNS = 4,180 x กว้าง + 1,711 x p + 1,928 x f + 1,547 x c + 0, 908 x a คือสมการที่ใช้หาความร้อนจำเพาะของอาหาร โดย w คือเปอร์เซ็นต์ของน้ำในอาหาร p คือเปอร์เซ็นต์ของโปรตีนในอาหาร f คือเปอร์เซ็นต์ของไขมันในอาหาร c คือเปอร์เซ็นต์ของคาร์โบไฮเดรตใน อาหาร และ a คือเปอร์เซ็นต์ของแร่ธาตุในอาหาร สมการนี้พิจารณาอัตราส่วนมวล (x) ของส่วนผสมทั้งหมดในอาหาร การคำนวณความร้อนจำเพาะเขียนในหน่วย kJ/(kg-K)
