t ( s ) | T ( C) |
---|---|
300 | 19.7 |
600 | 20.4 |
900 | 20.9 |
1200 | 21.4 |
1500 | 21.8 |
1800 | 22.3 |
....
Mitataan systeemin lämpötilaa ajan funktiona, kun systeemiin tuodaan energiaa uppokuumentimen avulla.
Systeemi koostuu kalorimetrista ja sen sisällä olevasta
Oletetaan systeemi eristetyksi
Huomataan, että systeemin lämpötila on suoraan verrannollinen kuluneeseen aikaan.
T ~ t
t ( s ) |
T ( C) |
Q = Pt ( J ) |
---|---|---|
300 |
19.7 |
750 |
600 |
20.4 |
1500 |
900 |
20.9 |
2250 |
1200 |
21.4 |
3000 |
1500 |
21.8 |
3750 |
1800 |
22.3 |
4500 |
Oletetaan, että systeemi on eristetty.
Uppokuumentimen lämmitystyö W muuttuu kokonaan systeemin lämpöenergiaksi Q.
Huomataan, että systeemin lämpöenergia on suoraan verrannollinen lämpötilaan.
Q ~ T
Tämä vakio määritellään kappaleen lämpökapasiteetiksi C.
eli
C on kappaleen lämpökapasiteetti
Lämpökapasiteetti (C) kuvaa
lämpöenergiaa (Q) yhden kelvinasteen lämpötilamuutosta kohti.
Q vapautuva/sitoutuva lämpöenergia
on kappaleen lämpötilamuutos
Teräskattilan lämpökapasiteetti on 0,91 kJ/K.
Kuinka paljon kattilan lämpötila muuttuu, kun sitä lämmitetään 250 W teholla 2,0 minuutin ajan?
Kirjataan lähtöarvot
Oletetaan, että teräskattilan vastaanottama lämpöenergia on yhtä suuri kuin tehty lämmitystyö.
Vastaus: Lämpötila kasvaa
noin 33 celsiusastetta.
Kappaleeseen siirtyy
paljon lämpöenergiaa
Kappaleen lämpötila nousee vain vähän
Suuret lämpöenergian muutokset aiheuttavatvain pienen lämpötilan muutoksen.
Pienetkin lämpöenergian muutosket aiheuttavat suuren lämpötilan muutoksen.
Kappale luovuttaa paljon lämpöenergiaa
Kappaleen lämpötila pienenee vain vähän
Kappaleeseen siirtyy
paljon lämpöenergiaa
Kappaleen lämpötila nousee paljon
Kappale luovuttaa paljon lämpöenergiaa
Kappaleen lämpötila pienenee paljon