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異なる材料は異なる速度で加熱し、物理学の学生にとって、物体の温度を指定された量だけ上げるのにかかる時間を計算することはよくある問題です。計算するには、オブジェクトの比熱容量、オブジェクトの質量、探している温度の変化、および熱エネルギーがオブジェクトに供給される割合を知る必要があります。水について実行されたこの計算を参照して、プロセスと一般的な計算方法を理解してください。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
熱を計算する（Q）数式を使用して必要：
Q = mc∆T
どこ m は物体の質量を意味し、 c 比熱容量とΔT 温度の変化です。かかった時間（t）電力が電力で供給されているときに物体を加熱する P によって与えられます：
t = Q ÷ P
温度に一定の変化をもたらすために必要な熱エネルギーの量の式は次のとおりです。
Q = mc∆T
どこ m は物体の質量を意味し、 c 材料の比熱容量であり、ΔT 温度の変化です。まず、式を使用して温度の変化を計算します。
∆T = 最終温度 – 開始温度
10°から50°の範囲で何かを加熱する場合、次のようになります
∆T = 50° – 10°
= 40°
摂氏とケルビンは異なる単位（および0°C = 273 K）ですが、1°Cの変化は1 Kの変化に等しいので、この式で同じ意味で使用できます。
すべての材料には固有の比熱容量があり、特定の量の物質または材料に対して、1ケルビン（または1摂氏）だけ加熱するのに必要なエネルギー量を示します。特定の材料の熱容量を見つけるには、多くの場合、オンライン表を参照する必要があります（「参考文献」を参照） c 一般的な材料の場合、キログラムあたりおよびケルビンあたりのジュール（J / kg K）：
アルコール（飲む）= 2,400
アルミニウム= 900
ビスマス= 123
真鍮= 380
銅= 386
氷（-10°Cで）= 2,050
ガラス= 840
ゴールド= 126
花崗岩= 790
リード= 128
水銀= 140
シルバー= 233
タングステン= 134
水= 4,186
亜鉛= 387
物質に適した値を選択してください。これらの例では、焦点は水（c = 4,186 J / kg K）およびリード（c = 128 J / kg K）。
方程式の最終的な量は m オブジェクトの質量。つまり、大量の材料を加熱するには、より多くのエネルギーが必要です。したがって、例として、1キログラム（kg）の水と10 kgの鉛を40 K加熱するのに必要な熱を計算していると想像してください。
Q = mc∆T
したがって、水の例の場合：
Q = 1 kg×4186 J / kg K×40 K
= 167,440 J
= 167.44 kJ
したがって、1 Kの水を40 Kまたは40°Cで加熱するには、167.74キロジュールのエネルギー（つまり、167,000ジュール以上）が必要です。
鉛の場合：
Q = 10 kg×128 J / kg K×40 K
= 51,200 J
= 51.2 kJ
そのため、10 Kgの鉛を40 Kまたは40°Cで加熱するには、51.2 kJ（51,200ジュール）のエネルギーが必要です。鉛は水よりも加熱しやすいので、同じ量で10倍の鉛を加熱するのに必要なエネルギーが少ないことに注意してください。
電力は1秒あたりに供給されるエネルギーを測定します。これにより、問題のオブジェクトを加熱するのにかかる時間を計算できます。所要時間（t） によって与えられます：
t = Q ÷ P
どこ Q 前のステップで計算された熱エネルギーであり、 P ワット単位の電力（W、つまり1秒あたりのジュール）です。例の水が2 kW（2,000 W）のケトルで加熱されていると想像してください。前のセクションの結果は次のとおりです。
t = 167440 J÷2000 J / s
= 83.72秒
そのため、2 kWのケトルを使用して1 kgの水を40 K加熱するのに84秒もかかりません。同じ速度で10 kgの鉛ブロックに電力が供給された場合、加熱には次のようになります。
t = 51200 J÷2000 J / s
= 25.6秒
したがって、同じ速度で熱が供給されると、鉛を加熱するのに25.6秒かかります。繰り返しますが、これは鉛が水よりも加熱しやすいという事実を反映しています。