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熱力学は、温度、熱、そして最終的にはエネルギー伝達に関係する物理学の分野です。熱力学の法則は従うのが少し難しいかもしれませんが、熱力学の最初の法則は、行われた仕事、追加された熱、物質の内部エネルギーの変化の間の単純な関係です。温度の変化を計算する必要がある場合は、新しい温度から古い温度を引く単純なプロセスか、最初の法則、熱として追加されるエネルギー量、および物質の比熱容量が関係する場合があります質問。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
温度の単純な変化は、初期温度から最終温度を引くことで計算されます。華氏から摂氏、またはその逆に変換する必要がある場合があります。これは、数式またはオンライン計算機を使用して実行できます。
熱伝達が関係している場合は、次の式を使用します。温度の変化= Q / cmで、追加された特定の熱量からの温度の変化を計算します。 Q 追加される熱を表し、 c 加熱している物質の比熱容量であり、 m 加熱している物質の質量です。
熱と温度の違いは何ですか?
温度の計算に必要な背景の重要な部分は、熱と温度の違いです。物質の温度は、日常生活でよく知っているものです。温度計で測定する量です。また、物質の沸点と融点は温度に依存することも知っています。実際には、温度は物質の内部エネルギーの尺度ですが、その情報は温度の変化を計算するために重要ではありません。
熱は少し異なります。これは、熱放射を介したエネルギーの伝達を表す用語です。熱力学の第一法則は、エネルギーの変化は、加えられた熱と行われた仕事の合計に等しいと言います。言い換えると、何かを暖める(熱を伝える)か、物理的に動かしたり攪拌したりすることで、何かにもっとエネルギーを与えることができます。
温度計算の簡単な変更
最も簡単な温度計算には、開始温度と終了温度の差を計算する必要があります。これは簡単です。開始温度から最終温度を引いて、差を見つけます。したがって、摂氏50度で開始し、摂氏75度で終了する場合、温度の変化は75℃– 50℃= 25℃です。温度が低下すると、結果は負になります。
このタイプの計算の最大の課題は、温度変換を行う必要がある場合に発生します。両方の温度は華氏または摂氏でなければなりません。それぞれを持っている場合は、それらの1つを変換します。華氏から摂氏に切り替えるには、華氏の金額から32を減算し、結果に5を掛けてから9で除算します。摂氏から華氏に変換するには、最初に金額に9を掛け、最後に5で除算します結果に32を追加します。または、単にオンライン計算機を使用します。
熱伝達から温度変化を計算する
熱伝達に関連するより複雑な問題を行っている場合、温度の変化を計算することはより困難です。必要な式は次のとおりです。
温度変化= Q / cm
どこ Q 追加される熱であり、 c 物質の比熱容量であり、 m 加熱している物質の質量です。熱はジュール(J)で与えられ、比熱容量はキログラム(またはグラム)°Cあたりのジュールの量であり、質量はキログラム(kg)またはグラム(g)で表されます。水の比熱容量は4.2 J / g°C未満であるため、4,200 Jの熱を使用して100 gの水の温度を上げると、次のようになります。
温度変化= 4200 J÷(4.2 J / g°C×100 g)= 10°C
水の温度は10度上昇します。覚えておく必要があるのは、質量に一貫した単位を使用する必要があることだけです。比熱容量がJ / g°Cの場合、グラム単位の物質の質量が必要です。 J / kg°C単位の場合、キログラム単位の物質の質量が必要です。