Capacitatea termică pentru un om de $ 60 \; \ mathrm {kg} $ uman este de $ 210 \; \ mathrm {kJ / ° C} $. Cât de multă căldură se pierde dintr-un corp dacă temperatura acestuia scade cu 2 $ \; \ mathrm {° C} $?
Rezolvarea inițială a fost: $ $ Q = mc \ Delta {t} $$ $$ Q = (60) (210000) (2) \; \ mathrm {J} $$ $$ Q = 25200000 \; \ mathrm {J} $$
Cu toate acestea, din definiție, $$ Q = c \ Delta {t} $$ $$ Q = (210000) (2) \; \ mathrm {J} $$ $$ Q = 420000 \; \ mathrm { J} $$ Și acest al doilea răspuns este cel dat în manual. De ce nu luăm în considerare masa pentru o astfel de întrebare?
Comentarii
- Pe lângă toate răspunsurile corecte, aș putea să subliniez că păstrarea unităților dvs. în calcul ar ajuta. Primul dvs. antrenament nu ar trebui să dea un răspuns în $ J $.
Răspuns
Aici vă confundați căldura capacitate $ C $ și specific capacitate termică $ c = C / m $. Întrebarea vă oferă capacitatea de căldură. Puteți afla pentru că este în $ kJ / ^ o C $, nu în $ kJ / (kg \; ^ oC) $.
Acesta este motivul pentru care ar trebui să includeți întotdeauna unități în calculele dvs. În primul calcul, ați fi primit un răspuns cu unități de masă * energie în loc de energie și ați fi văzut greșeala imediat.
Comentarii
- Se pare că doi oameni m-au învins. Hopa!
- Cred că ne batem cu toții. Trei răspunsuri într-un minut …
- Cum este utilă capacitatea de căldură dacă masa este un factor cheie care influențează aportul de căldură sau eliminarea necesară pentru a schimba temperatura? Aceasta înseamnă că ambele răspunsuri furnizate în întrebarea mea sunt incorecte?
- Nu, al doilea calcul pe care l-ați făcut este cel corect. Influența masei este inclusă în capacitatea de căldură – ceva cu o masă mai mare de $ m $ realizat din același material are o capacitate de căldură mai mare $ C $ (deoarece are aceeași capacitate de căldură specifică $ c $, deci produsul $ C = mc $ este mai mare).
Răspuns
Ați întâlnit diferența dintre specific heat capacity și heat capacity. Heat capacity se referă la aportul de căldură sau eliminarea necesară pentru a modifica temperatura unei anumite mase de material (în cazul dvs., 60 kg de umanitate) cu 1 unitate de temperatură. „Capacitate termică specifică” se referă la puterea sau eliminarea căldurii pe unitate de masă a unui material necesar pentru a modifica temperatura cu 1 unitate. Sunt similare, dar nu la fel.
În cazul dvs., capacitatea de căldură specifică ar fi de $ \ frac {210} {60} \, \ frac {kJ} {kg \ cdot \ , ^ o C} = 3500 \, \ frac {kJ} {kg \ cdot \, ^ o C} $. Acest lucru este de acord cu valorile date pe mai multe site-uri web.
EDIT: De fapt, atunci când se face un experiment de căldură / temperatură pe un obiect, raportul dintre căldură, $ Q $, și schimbarea temperaturii, $ \ Delta T $, este capacitatea de căldură a obiectului acel . Dacă obiectul este din material uniform (apă, alamă, aliaj de nichel, plastic uniform etc.), presupunem (din motive întemeiate) că fiecare nanogramă (sau microgramă, etc.) va schimba temperatura într-un mod identic la fel ca orice altă nanogramă. Cu această presupunere, luăm acel raport și îl împărțim la masă pentru a obține un comportament bazat pe material, presupus independent de masă. Numeroase experimente au confirmat acest comportament. Pe de altă parte, dacă obiectul nu este în întregime dintr-un singur material, împărțirea capacității de căldură la masă nu are mult sens, cu excepția cazului în care cineva are de-a face cu alt obiect care are același amestec de materiale. De exemplu, o persoană de 60 kg cu conținut scăzut de grăsimi și conținut muscular ridicat va avea o capacitate de căldură diferită de cea a unei persoane de 60 kg cu un conținut ridicat de grăsime. Căldura specifică a mușchilor este în general mai mare decât căldura specifică a grăsimilor. „5327d6c27d”>
1
Comentarii
- Cum este utilă capacitatea de căldură dacă masa este un factor cheie care influențează aportul de căldură sau eliminarea necesară pentru a modifica temperatura? Înseamnă asta că ambele răspunsuri furnizate în întrebarea mea sunt incorecte?
- Capacitatea de căldură este utilă dacă obiectul este un conglomerat fix de diferite obiecte și / sau materiale. Vă poate oferi o idee despre cum se pot comporta alte obiecte similare. Există și o modificare în răspunsul meu.
Răspuns
Amestecați capacitatea de căldură $ C $ cu specific capacitatea de căldură $ c $:
$$ C = mc $$
$ c $ este capacitatea de căldură pe masă (în jouli pe grad pe kilogram, $ \ mathrm {[\ frac {J} {^ \ circ C \ cdot kg}]} $), în timp ce $ C $ este capacitatea totală de căldură a obiectului în ansamblu (în jouli pe grad, $ \ mathrm {[\ frac {J} {^ \ circ C}]} $). Expresiile ar trebui să arate astfel:
$$ Q = mc \ Delta T = C \ Delta T $$
În întrebare, vedeți din unități că vi se oferă $ C $, nu $ c $.
Comentarii
- Cum este utilă capacitatea de căldură dacă masa este un factor cheie care influențează aportul de căldură sau eliminarea necesară pentru a modifica temperatura? Aceasta înseamnă că ambele răspunsuri furnizate în întrebarea mea sunt incorecte?