Merná tepelná kapacita a prijaté teplo
Prečo tá istá varička zohreje kilogram vody pomalšie ako kilogram železa?
Čo sa naučíš
- Vypočítam teplo 41 800 J pre 1 kg vody a 10 K.
- Použijem údaj z obalu potraviny ako zadané číslo.
Experiment
c vody je 4180 J/(kg·K). 1 kg a 10 K znamenajú 41 800 J. Železo má 450 J/(kg·K), preto mu na rovnaký ohrev stačí menej tepla. Údaj na obale potraviny je energia na 100 g, nie výsledok školského spaľovania.
Načítavam simuláciu…
Vyskúšaj
Koľko joule zohreje 1 kg vody o 10 K?
Overiť 41 800 J.
- Vynásob 1 · 4180 · 10.
- Nastav 41,8 kJ a 1 kg vody.
- Prečítaj teplo.
Teplo je 41 800 J.
Overenie pochopenia
Koľko tepla prijme 0,5 kg železa pri ohreve o 20 K? c = 450 J/(kg·K).
Obal uvádza 1500 kJ na 100 g. Koľko kilojoule pripadá na 40 g? Počítaj z údaja, potravinu nespaľuj.
Vysvetlenie
Posuvník 41,8 kJ pri 1 kg vody zmení teplotu o 10 K. Keď prepneš na železo, tá istá energia zmení teplotu oveľa viac.
Merná tepelná kapacita hovorí, koľko joule treba na ohrev jedného kilogramu o jeden kelvin. Voda má veľké c, preto ju príroda aj kuchyňa používajú ako zásobník energie. Na obale tyčinky môže byť napríklad 2000 kJ na 100 g. To je údaj výrobcu o chemickej energii, nie teplota. Školské spaľovanie potravín tu nerobíme. Z obalu vieš len počítať: 30 g takej tyčinky nesie 0,3 · 2000 kJ = 600 kJ.
Pojmy
- Merná tepelná kapacita
- Teplo na ohrev 1 kg o 1 K.
- Prijaté teplo
- Energia, ktorú vzorka pri ohreve prijme.
Príklad
Jazero sa cez deň zohreje málo, lebo vody je veľa a c je veľké. Piesok na brehu zmení teplotu rýchlejšie.
Čo sa často mýli
- c nie je teplo. Je to vlastnosť látky.
- Údaj kJ na obale nie je ΔT.
Čo model zjednodušuje
c je stále a skupenstvo sa nemení. Hodnoty v atlase sú zaokrúhlené školské čísla.
Vzorce
Prijaté teplo
Hmotnosť krát merná tepelná kapacita krát zmena teploty.
- Q
- teplo, J
- m
- hmotnosť, kg
- c
- merná tepelná kapacita, J/(kg·K)
- \Delta T
- zmena teploty, K
Kedy platí: Bez topenia, varu a pri stálom c. ΔT v °C a v K má rovnakú veľkosť.