ดาวน์โหลดบทความ
ดาวน์โหลดบทความ
ความจุความร้อนเป็นค่าที่บอกว่าเราต้องเพิ่มพลังงานให้แก่วัตถุหนึ่งมากเท่าไรเพื่อทำให้วัตถุนั้นร้อนขึ้นหนึ่งองศา การหาความจุความร้อนของวัตถุหนึ่งมีสูตรง่ายๆ สูตรหนึ่ง แค่หารปริมาณพลังงานความร้อนที่ใช้ด้วยอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปเพื่อหาว่าต้องใช้พลังงานมากเท่าไรต่อองศา วัตถุทุกวัตถุในโลกมีความจุความร้อนที่แตกต่างกัน (แหล่งที่มา: หนังสือ Standard 10 Physics)
สูตรคือ: ความจุความร้อน = (ปริมาณพลังงานความร้อนที่ใช้) / (อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น)
ขั้นตอน
-
รู้สูตรคำนวณความจุความร้อน. เราสามารถหารปริมาณพลังงานความร้อนที่ใช้ (E) ด้วยอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป (T) เพื่อคำนวณความจุความร้อนของวัตถุหนึ่งได้ สมการของเราคือ ความจุความร้อน = E / T [1] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- ตัวอย่าง: เราต้องใช้พลังงาน 2,000 จูลเพื่อทำให้วัตถุชิ้นหนึ่งร้อนขึ้น 5 องศาเซลเซียส วัตถุชิ้นนั้นมีความจุความร้อนเท่าไร
- ความจุความร้อน = E / T
- ความจุความร้อน = 2,000 จูล / 5 องศาเซลเซียส
- ความจุความร้อน = 400 จูลต่อองศาเซลเซียส (J/C)
-
หาผลต่างของอุณหภูมิเพื่อจะได้รู้ว่าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปเท่าไร. ตัวอย่างเช่น เราต้องการรู้ความจุความร้อนของวัตถุชิ้นหนึ่ง เรารู้ว่าต้องใช้พลังงาน 60 จูลเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของวัตถุจาก 8 องศาเซลเซียสเป็น 20 องศาเซลเซียส เราต้องรู้ผลต่างระหว่างอุณหภูมิสองอุณหภูมิเพื่อจะได้หาความจุความร้อนได้ เนื่องจาก 20 - 8 = 12 ฉะนั้นอุณหภูมิของวัตถุนั้นเปลี่ยนแปลงไป 12 องศาเซลเซียส [2] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง ดังนั้นเมื่อคำนวณออกมา ก็จะได้เป็น:
- ความจุความร้อน = E / T
- ความจุความร้อนของวัตถุชิ้นนั้น = 60 จูล / (20 องศาเซลเซียส – 8 องศาเซลเซียส)
- ความจุความร้อนของวัตถุชิ้นนั้น = 60 จูล / 12 องศาเซลเซียส
- ความจุความร้อนของวัตถุชิ้นนั้น = 5 จูลต่อองศาเซลเซียส
-
ใส่หน่วยให้ถูกต้องเหมาะสมเพื่อจะได้เข้าใจความหมายของคำตอบ. เราจะไม่รู้ความหมายของความจุความร้อน 300 เลย ถ้าไม่รู้ว่าหน่วยของความจุความร้อนเป็นหน่วยอะไร ความจุความร้อนวัดจากพลังงานที่ต้องใช้ต่อองศา ฉะนั้นหากเราใช้หน่วยจูลเป็นหน่วยพลังงานและใช้หน่วยองศาเซลเซียสเป็นหน่วยอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป คำตอบของเราก็จะมีความหมายว่า เราต้องใช้พลังงานกี่จูลต่อองศาเซลเซียส ฉะนั้นเราจะเขียนคำตอบของเราได้เป็น 300 J/C หรือ 300 จูลต่อองศาเซลเซียส
- ถ้าเราใช้หน่วยแคลอรีเป็นหน่วยพลังงานความร้อนและใช้หน่วยเคลวินเป็นหน่วยอุณหภูมิ คำตอบสุดท้ายของเราคือ 300 C/K หรือ 300 แคลอรีต่อเคลวิน
-
นำสูตรมาใช้หาความจุความร้อนในกรณีที่วัตถุมีอุณหภูมิลดลงได้. เมื่อวัตถุหนึ่งมีอุณหภูมิลดลงสององศา แสดงว่าวัตถุนั้นสูญเสียปริมาณความร้อนเท่ากับตอนที่ได้รับความร้อนเพื่อให้อุณหภูมิสูงขึ้น 2 องศาพอดี ดังนั้นหากโจทย์ถามว่า "ความจุความร้อนของวัตถุหนึ่งมีค่าเท่าไร หากวัตถุนั้นสูญเสียพลังงาน 50 จูลและอุณหภูมิลดลง 5 องศาเซลเซียส" เราก็ยังสามารถใช้สมการนี้ได้อยู่
- ความจุความร้อน = 50J / 5C
- ความจุความร้อน = 10 J/C
โฆษณา
-
รู้ว่าความร้อนจำเพาะหมายถึงพลังงานที่ต้องใช้เพื่อทำให้อุณหภูมิของวัตถุหนึ่งกรัมเพิ่มขึ้นหนึ่งองศา. เมื่อเจอความจุความร้อนของวัตถุใดก็ตามหนึ่งหน่วย (1 กรัม 1 กิโลกรัม เป็นต้น) เราได้เจอความร้อนจำเพาะของวัตถุนั้นแล้ว ความร้อนจำเพาะจะบอกให้เรารู้ ปริมาณพลังงานที่ต้องใช้เพื่อทำให้อุณหภูมิของวัตถุหนึ่งหน่วยเพิ่มขึ้นหนึ่งองศา ตัวอย่างเช่น เราต้องใช้พลังงาน 417 จูลเพื่อทำให้น้ำ 1 กรัมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส ฉะนั้นความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 417 J/C [3] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- ความร้อนจำเพาะของวัตถุจะเหมือนเดิมไม่เปลี่ยนแปลง หมายความว่า น้ำบริสุทธิ์ทั้งหมด มีความร้อนจำเพาะคือ 417 J/C
-
ใช้สูตรหาความจุความร้อนเพื่อหาความร้อนจำเพาะของวัตถุ. การหาความร้อนจำเพาะนั้นง่าย แค่หารคำตอบสุดท้ายด้วยมวลของวัตถุนั้น ก็ได้ความร้อนจำเพาะออกมาแล้ว ความร้อนจำเพาะจะบอกให้เรารู้ว่าวัตถุแต่ละชิ้นต้องใช้พลังงานมากเท่าไรอย่างเช่น ต้องใช้พลังงานกี่จูลถึงจะสามารถเปลี่ยนอุณหภูมิของน้ำแข็งเพียงแค่หนึ่งกรัมได้
- ตัวอย่าง: "เรามีน้ำแข็ง 100 กรัม เราต้องใช้พลังงาน 406 จูลเพื่อทำให้อุณหภูมิของน้ำแข็งเพิ่มขึ้น 2 องศาเซลเซียส ความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งคือเท่าไร"
- ความจุความร้อนของน้ำแข็ง 100 กรัม = 406J / 2C
- ความจุความร้อนของน้ำแข็ง 100 กรัม = 203 J/C
- ความจุความร้อนของน้ำแข็ง 1 กรัม = 2.03 J/C
- ถ้ายังงง ลองคิดแบบนี้ดู เราต้องใช้พลังงาน 2.03 จูลเพื่อทำให้น้ำแข็งหนึ่งกรัมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหนึ่งองศา ฉะนั้นถ้าเรามีน้ำแข็ง 100 กรัม เราก็ต้องใช้พลังงานในหน่วยจูล 100 เท่าเพื่อทำให้น้ำแข็งทั้งหมดมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น
-
ใช้ความร้อนจำเพาะหาปริมาณพลังงานที่ต้องใช้เพื่อทำให้วัตถุใดๆ มีอุณหภูมิสูงขึ้นตามที่กำหนด. ความร้อนจำเพาะของวัตถุบอกให้เรารู้ว่าต้องใช้พลังงานมากเท่าไรเพื่อทำให้วัตถุหนึ่งหน่วย (โดยปกติ 1 กรัม) มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหนึ่งองศา ในการหาปริมาณพลังงานที่ต้องใช้เพื่อทำให้วัตถุใดๆ มีอุณหภูมิสูงขึ้นตามที่กำหนดเราแค่ต้องนำทุกส่วนมาคูณกัน พลังงานที่ต้องใช้ = มวล x ความร้อนจำเพาะx อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป คำตอบจะอยู่ในหน่วยพลังงานเสมออย่างเช่น จูล [4] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- ตัวอย่าง: "ถ้าความร้อนจำเพาะของอะลูมิเนียมคือ .902 จูลต่อกรัม เราต้องใช้พลังงานกี่จูลเพื่อทำให้อะลูมิเนียม 5 กรัมมีอุณหภูมิเพิ่ม 2 องศาเซลเซียส''
- พลังงานที่ต้องใช้ = 5g x .902J/C x 2C
- พลังงานที่ต้องใช้ = 9.2 J
-
รู้ความร้อนจำเพาะของวัตถุที่พบได้ทั่วไป. ศึกษาค่าความร้อนจำเพาะทั่วไปที่เราอาจพบในข้อสอบหรือชีวิตประจำวันเพื่อช่วยฝึกฝนในการทำโจทย์ที่เกี่ยวข้อง สงสัยใช่ไหมว่าเราเรียนรู้อะไรจากความร้อนจำเพาะ ยกตัวอย่างเช่น เราจะสังเกตเห็นว่าความร้อนจำเพาะของโลหะต่ำกว่าไม้มาก นี่จึงเป็นสาเหตุว่าทำไมช้อนโลหะถึงได้ร้อนเร็วกว่าช้อนไม้ หากวางทิ้งไว้ในถ้วยช็อกโกเลตร้อน การมีความร้อนจำเพาะที่ต่ำหมายความว่าวัตถุนั้นจะร้อนเร็วขึ้น [5] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- น้ำ: 4.179 J/C
- อากาศ: 1.01 J/C
- ไม้: 1.76
- อะลูมิเนียม: .902 J/C
- ทอง: .129 J/C
- เหล็ก: .450 J/C [6] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
โฆษณา
เคล็ดลับ
- หน่วยเอสไอของความจุความร้อนคือจูลต่อเคลวิน ไม่ใช่แค่จูลอย่างเดียว
- อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปจะแทนด้วยรูปสามเหลี่ยมพร้อมด้วยหน่วยอุณหภูมิ ไม่ใช่แค่มีหน่วยอุณหภูมิอย่างเดียวเท่านั้น (เขียนว่า: 30 (รูปสามเหลี่ยม) K ไม่ใช่เขียนแค่ 30K)
- ความร้อน (พลังงาน) ต้องเป็นหน่วยจูล (เอสไอ) [แนะนำ]
โฆษณา
ข้อมูลอ้างอิง
- ↑ https://sciencing.com/calculate-heat-capacity-5079773.html
- ↑ https://sciencing.com/calculate-heat-capacity-5079773.html
- ↑ https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Thermodynamics/Calorimetry/Heat_Capacity
- ↑ http://www.softschools.com/formulas/physics/heat_capacity_formula/68/
- ↑ https://courses.lumenlearning.com/boundless-physics/chapter/specific-heat/
- ↑ http://www.iun.edu/~cpanhd/C101webnotes/matter-and-energy/specificheat.html
เกี่ยวกับวิกิฮาวนี้
มีการเข้าถึงหน้านี้ 8,065 ครั้ง
โฆษณา
