Homeamየተወሰነ ሙቀትን እንዴት ማስላት እንደሚቻል

የተወሰነ ሙቀትን እንዴት ማስላት እንደሚቻል

የተወሰነ ሙቀት (C ሠ ) የሙቀት መጠኑን በአንድ አሃድ ከፍ ለማድረግ በአንድ የቁስ አካል ላይ መተግበር ያለበት የሙቀት መጠን ነው ። እሱ የቁስ አካል ከፍተኛ የሙቀት ንብረት ነው ፣ ማለትም ፣ በእቃው መጠን ወይም በብዛቱ ላይ የተመካ አይደለም ፣ ግን በአጻጻፉ ላይ ብቻ። ከዚህ አንጻር የእያንዳንዱን ቁሳቁስ አተገባበር ለመወሰን ትልቅ ጠቀሜታ ያለው ባህሪይ ነው, እና በተለያየ የሙቀት መጠን ውስጥ ከሚገኙ አካላት ወይም ሚዲያዎች ጋር ሲገናኙ የንጥረ ነገሮች የሙቀት ባህሪን በከፊል ለመወሰን ይረዳል.

ከተወሰነ እይታ አንጻር የተወሰነ ሙቀት ከሙቀት አቅም (C) ኃይለኛ ስሪት ጋር ይዛመዳል ማለት እንችላለን ፣ ይህም የሙቀት መጠኑን በአንድ አሃድ ለመጨመር ለአንድ ስርዓት መቅረብ ያለበትን የሙቀት መጠን በመግለጽ ነው። እንዲሁም በስርአቱ የሙቀት አቅም (አካል፣ ንጥረ ነገር፣ ወዘተ) እና በጅምላ መካከል ያለው ተመጣጣኝ ተመጣጣኝነት ቋሚ እንደሆነ መረዳት ይቻላል።

የአንድ ንጥረ ነገር የተወሰነ ሙቀት ዋጋ ማሞቂያው (ወይም ማቀዝቀዝ) በቋሚ ግፊት ወይም በቋሚ የድምፅ መጠን ላይ ይወሰናል. ይህ ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር ሁለት ልዩ ሙቀቶችን ያመጣል, ማለትም በቋሚ ግፊት (C P ) እና በቋሚ መጠን ( CV ) ላይ ያለው ልዩ ሙቀት. ሆኖም ግን, ልዩነቱ በጋዞች ውስጥ ብቻ ሊታይ ይችላል, ስለዚህ ለፈሳሽ እና ለጠጣር ነገሮች ብዙውን ጊዜ ስለ ደረቅ የተለየ ሙቀት ብቻ እንነጋገራለን.

የተወሰነ የሙቀት ቀመር

ከተሞክሮ እንደምንገነዘበው የሰውነት ሙቀት መጠን ከክብደቱ ማለትም ከዚ ጋር ተመጣጣኝ ነው።

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

ባለፈው ክፍል ላይ እንደገለጽነው ልዩ ሙቀት በእነዚህ ሁለት ተለዋዋጮች መካከል ያለውን ተመጣጣኝነት ቋሚነት ይወክላል, ስለዚህ ከላይ ያለው ተመጣጣኝ ግንኙነት በሚከተለው ቀመር መልክ ሊጻፍ ይችላል.

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

ለአንድ የተወሰነ ሙቀት መግለጫ ለማግኘት ይህንን እኩልነት መፍታት እንችላለን-

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

በሌላ በኩል ደግሞ የሙቀት አቅም የሙቀት መጠንን በ ΔT መጠን ለመጨመር እና የሙቀት መጨመር በሚጠይቀው ሙቀት (q) መካከል ያለው ተመጣጣኝ ተመጣጣኝነት ቋሚ መሆኑን እናውቃለን. በሌላ አነጋገር q = C * ΔT መሆኑን እናውቃለን። ይህንን ስሌት ከላይ ከሚታየው የሙቀት አቅም ስሌት ጋር በማጣመር፡-

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

ልዩ ሙቀትን ለማግኘት ይህንን እኩልነት በመፍታት ለእሱ ሁለተኛ እኩልታ እናገኛለን፡-

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

የተወሰኑ የሙቀት ክፍሎች

ለተለየ ሙቀት የተገኘው የመጨረሻው እኩልታ እንደሚያሳየው የዚህ ተለዋዋጭ አሃዶች [q] -1 [ΔT] -1 , ማለትም የሙቀት አሃዶች በጅምላ እና በሙቀት ክፍሎች ላይ ናቸው. እርስዎ በሚሠሩበት የአሃዶች ስርዓት ላይ በመመስረት እነዚህ ክፍሎች የሚከተሉትን ሊሆኑ ይችላሉ-

የአሃድ ስርዓት የተወሰኑ የሙቀት ክፍሎች ዓለም አቀፍ ሥርዓት J.kg -1 .K -1 ይህም ከ am 2 ⋅K – 1 ⋅s – 2 ጋር እኩል ነው ኢምፔሪያል ስርዓት BTU⋅lb – 1⋅ °F – 1 ካሎሪዎች cal.g -1 .°C -1 ይህም ከ Cal.kg -1 .°C -1 ጋር እኩል ነው። ሌሎች ክፍሎች ኪጄ ኪ.ግ -1 .K -1

ማሳሰቢያ: እነዚህን ክፍሎች ሲጠቀሙ በካል እና በካል መካከል ያለውን ልዩነት መለየት አስፈላጊ ነው የመጀመሪያው መደበኛ ካሎሪ (አንዳንድ ጊዜ ትንሽ ካሎሪ ወይም ግራም-ካሎሪ ይባላል), የ 1 g የውሃ ሙቀትን ለመጨመር ከሚያስፈልገው የሙቀት መጠን ጋር ይዛመዳል. ካል (ከትልቅ ፊደል ጋር) ከ 1,000 ካሎሪ ጋር እኩል የሆነ አሃድ ነው, ወይም, ተመሳሳይ የሆነው, 1 kcal. ይህ የመጨረሻው የሙቀት ክፍል በጤና ሳይንስ በተለይም በአመጋገብ አካባቢ በየቀኑ ጥቅም ላይ ይውላል. በዚህ ዐውደ-ጽሑፍ፣ በምግብ ውስጥ ያለውን የኃይል መጠን ለመወከል የሚያገለግለው አሃድ ከልህቀት ጋር ነው።

የተወሰኑ የሙቀት ስሌት ችግሮች ምሳሌዎች

ከዚህ በታች ለንጹህ ንጥረ ነገር ልዩ ሙቀትን የማስላት ሂደት እና ልዩ ሙቀቶችን የምናውቀውን የንጹህ ንጥረ ነገሮችን ድብልቅን የሚያሳዩ ሁለት የተፈቱ ችግሮች ናቸው ።

ችግር 1፡ የንፁህ ንጥረ ነገር የተወሰነ ሙቀት ማስላት

መግለጫ: የማይታወቅ የብር ብረት ናሙና ቅንብርን ለመወሰን ይፈልጋሉ. ብር፣ አልሙኒየም ወይም ፕላቲነም ሊሆን እንደሚችል ይጠረጠራል። ምን እንደሆነ ለማወቅ ከ 25.0 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ባለው የሙቀት መጠን ከ 25.0 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ወደ መደበኛው የፈላ ውሃ ማለትም 100.0 ዲግሪ ሴንቲግሬድ 10.0-ጂ የብረታ ብረትን ለማሞቅ የሚያስፈልገው የሙቀት መጠን ይለካሉ. 41.92 ካሎሪ. የብር ፣ የአሉሚኒየም እና የፕላቲኒየም ልዩ ሙቀቶች 0.234 ኪ.ግ -1 ኪ -1 ፣ 0.897 ኪ.ግ -1 ኪ -1 እና 0.129 ኪ.ግ -1 ኪ -1 እንደሆኑ ማወቅ ፣ በቅደም ተከተል ፣ የትኛውን ብረት ይወስኑ። ናሙናው የተሰራው.

መፍትሄ

ችግሩ የሚጠይቀው እቃው የተሠራበትን ቁሳቁስ መለየት ነው. የተወሰነ ሙቀት በጣም ኃይለኛ ንብረት ስለሆነ የእያንዳንዱ ቁሳቁስ ባህሪይ ነው, ስለዚህ እሱን ለመለየት, ልዩ ሙቀትን ለመወሰን በቂ ነው, ከዚያም ከተጠረጠሩት ብረቶች ከሚታወቁት ዋጋዎች ጋር ማወዳደር በቂ ነው.

በዚህ ጉዳይ ላይ ልዩ ሙቀትን መወሰን በሶስት ቀላል ደረጃዎች ይከናወናል.

ደረጃ #1፡ ሁሉንም መረጃዎች ከመግለጫው ያውጡ እና ተገቢውን የአሃድ ለውጥ ያከናውኑ

እንደማንኛውም ችግር፣ መጀመሪያ የሚያስፈልገን ነገር አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ ውሂቡ እንዲገኝ ማደራጀት ነው። በተጨማሪም የዩኒት ትራንስፎርሜሽንን ከመጀመሪያው ማካሄድ በኋላ ላይ እንዳንረሳው እና በሚከተሉት ደረጃዎች ውስጥ ስሌቶችን ቀላል ያደርገዋል.

በዚህ ሁኔታ መግለጫው የናሙናውን ብዛት, ከማሞቅ ሂደት በኋላ የመጀመሪያውን እና የመጨረሻውን የሙቀት መጠን እና ናሙናውን ለማሞቅ የሚያስፈልገውን የሙቀት መጠን ይሰጣል. እንዲሁም የሶስቱ እጩ ብረቶች ልዩ ሙቀትን ይሰጣል. ከክፍሎች አንፃር ልዩ ሙቀቶች በኪጄ ኪ.ግ -1 ኪ .1 ውስጥ እንዳሉ ልናስተውል እንችላለን , ነገር ግን የጅምላ, የሙቀት መጠን እና ሙቀት በ g, ° C እና cal, በቅደም ተከተል. ከዚያ ሁሉም ነገር በተመሳሳይ ስርዓት ውስጥ እንዲሆን ክፍሎችን መለወጥ አለብን. የሙቀቱን ውህድ አሃዶች ሶስት ጊዜ ከመቀየር ይልቅ ክብደትን ፣ ሙቀትን እና ሙቀትን በተናጥል መለወጥ ቀላል ነው ፣ ስለሆነም እኛ የምንከተለው መንገድ ይሆናል ።

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

ደረጃ #2፡ የተወሰነውን ሙቀት ለማስላት ቀመርን ይጠቀሙ

አሁን የሚያስፈልገንን መረጃ ሁሉ ስላለን, ልዩ ሙቀትን ለማስላት ተገቢውን ስሌት መጠቀም ብቻ ያስፈልገናል. ካለን መረጃ አንፃር፣ ከላይ ለቀረበው Ce ሁለተኛውን እኩልታ እንጠቀማለን።

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

ደረጃ # 3: ቁሳቁሱን ለመለየት የናሙናውን ልዩ ሙቀት ከሚታወቁ ልዩ ሙቀቶች ጋር ያወዳድሩ

ለናሙናችን የተገኘውን ልዩ ሙቀት ከሦስቱ እጩ ብረቶች ጋር ስናወዳድር፣ በጣም የሚመስለው ብር መሆኑን እናስተውላለን። በዚህ ምክንያት, ብቸኛ እጩዎች ብረቶች ብር, አልሙኒየም እና ፕላቲነም ከሆኑ, ናሙናው በብር የተዋቀረ ነው ብለን መደምደም እንችላለን.

ችግር 2: የንጹህ ንጥረ ነገሮች ድብልቅ የተወሰነ ሙቀት ስሌት

መግለጫ፡- 85% መዳብ፣ 5% ዚንክ፣ 5% ቆርቆሮ እና 5% እርሳስ የያዘው የአሎይ አማካኝ የተወሰነ ሙቀት ምን ያህል ይሆናል? የእያንዳንዱ ብረት ልዩ ሙቀቶች, C e, Cu = 385 J.kg -1 .K -1 ; C e, Zn =381 J.kg -1 .K -1 ; C e, Sn = 230 J.kg -1 .K -1 ; C e, Pb = 130 J.kg -1 .K -1 .

መፍትሄ

ይህ ትንሽ ተጨማሪ ፈጠራን የሚፈልግ ትንሽ የተለየ ችግር ነው። የተለያዩ ቁሳቁሶች ድብልቅ ሲኖረን, የሙቀት ባህሪያት እና ሌሎች ባህሪያት በተለየ ስብጥር ላይ የሚመረኮዙ እና በአጠቃላይ, ከንጹህ አካላት ባህሪያት የተለዩ ይሆናሉ.

የተወሰነ ሙቀት ኃይለኛ ንብረት ስለሆነ, ተጨማሪ ብዛት አይደለም, ይህም ማለት ለድብልቅ አጠቃላይ ልዩ ሙቀት ለማግኘት ልዩ ሙቀቶችን ማከል አንችልም. ሆኖም ግን, የሚጨምረው ይህ ሰፊ ንብረት ስለሆነ አጠቃላይ የሙቀት አቅም ነው.

በዚህ ምክንያት እኛ በቀረበው ቅይጥ ሁኔታ ውስጥ, የ ቅይጥ አጠቃላይ የሙቀት አቅም የመዳብ, ዚንክ, ቆርቆሮ እና የእርሳስ ክፍሎች ሙቀት አቅም ድምር ይሆናል ማለት እንችላለን:

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

ሆኖም በእያንዳንዱ ሁኔታ የሙቀት መጠኑ በጅምላ እና በልዩ ሙቀት መካከል ካለው ምርት ጋር ይዛመዳል ፣ ስለዚህ ይህ ስሌት እንደሚከተለው ሊፃፍ ይችላል-

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

C e al የሙቀቱን አማካኝ የተወሰነ ሙቀት የሚወክልበት ቦታ (ጠቅላላ የተወሰነ ሙቀት መናገሩ ትክክል እንዳልሆነ ልብ ይበሉ) ማለትም እኛ ለማግኘት የምንፈልገውን የማይታወቅ። ይህ ንብረት የተጠናከረ እንደመሆኑ መጠን ስሌቱ እኛ ባለን የናሙና መጠን ላይ የተመካ አይሆንም። ከዚህ አንጻር, 100 ግራም ቅይጥ እንዳለን መገመት እንችላለን, በዚህ ሁኔታ የእያንዳንዳቸው ክፍሎች ብዛት ከየራሳቸው መቶኛ ጋር እኩል ይሆናል. ይህንን ግምት ውስጥ በማስገባት ለአማካይ የተወሰነ ሙቀትን ለማስላት የሚያስፈልጉትን ሁሉንም መረጃዎች እናገኛለን.

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

አሁን የታወቁትን እሴቶች እንተካለን እና ስሌቱን እናከናውናለን. ለቀላልነት፣ አሃዶች እሴቶችን በሚተኩበት ጊዜ ችላ ይባላሉ። ይህንን ማድረግ የምንችለው ሁሉም ልዩ ሙቀቶች በተመሳሳይ የስርዓተ-አሃድ ስርዓት ውስጥ ስለሆኑ ብቻ ነው, ልክ እንደ ሁሉም ስብስቦች. ብዙሃኑን ወደ ኪሎግራም መቀየር አስፈላጊ አይደለም ምክንያቱም በቁጥር ቆጣሪው ውስጥ ያሉት ግራም በመጨረሻው ክፍል ውስጥ ካሉት ጋር ይሰረዛሉ.

የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ የተወሰነ የሙቀት ስሌት ምሳሌ

ዋቢዎች

ብሮንስቫል ኤስ.ኤል. (2019፣ ዲሴምበር 20)። B5 | የነሐስ መዳብ ቅይጥ ቲን ዚንክ . bronzeval. https://www.broncesval.com/bronce/b5-bronce-aleacion-de-cobre-estanio-zinc/

ቻንግ, አር. (2002). ፊዚካል ኬሚስትሪ ( 1 ኛ እትም). MCGRAW ሂል ትምህርት.

ቻንግ፣ አር (2021)። ኬሚስትሪ ( 11ኛ እትም)። MCGRAW ሂል ትምህርት.

ፍራንኮ G., A. (2011). የአንድ ጠንካራ 3 የተወሰነ ሙቀት 3 n መወሰን . ፊዚክስ ከኮምፒዩተር ጋር። http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/calorimetro/calorimetro.htm

የብረታ ብረት ልዩ ሙቀት . (2020፣ ኦክቶበር 29)። ሳይንስ አልፋ. https://sciencealpha.com/es/specific-heat-of-metals/