محاسبه گرمای ویژه از نمودار سرمایش

راهنمایی کوتاه: برای محاسبه گرمای ویژه، باید زمان سرد شدن را از نمودار بخوانید و از رابطه‌ی Q=mcΔT و Q=Pt استفاده کنید.

گام‌به‌گام:

۱) جرم را به کیلوگرم تبدیل کنید: ۴۰۰ گرم = ۰٫۴ کیلوگرم. (توجه: ۱ کیلوگرم = ۱۰۰۰ گرم)

۲) آهنگ گرماگیری (قدرت) را به وات تبدیل کنید: ۰٫۰۴ کیلووات = ۴۰ وات. (چون ۱ کیلووات = ۱۰۰۰ وات)

۳) اختلاف دما ۳۰ درجه سلسیوس است که با ۳۰ کلوین برابر است (چون اندازه یک درجه سلسیوس و یک کلوین یکی است).

۴) مقدار گرمای گرفته شده برابر است با Q = P × t که t مدت زمان (بر حسب ثانیه) است. این زمان را از محور افقی نمودار بخوانید. (مثلاً اگر نمودار یک خط راست باشد، زمان بین دو نقطه را اندازه بگیرید.)

۵) از رابطهٔ Q = m c ΔT، گرمای ویژه c را به دست می‌آوریم: $c=\frac{P·t}{m·\Delta T}$

۶) عددهای معلوم را جای‌گذاری کنید: c = (۴۰ × t) / (۰٫۴ × ۳۰) = (۴۰t) / ۱۲ = (۱۰t) / ۳. پس c بر حسب J/(kg·K) به‌دست می‌آید.

پاسخ نهایی: گرمای ویژه این جسم برابر (۱۰ × t) / ۳ است که t مدت زمان سرد شدن بر حسب ثانیه است. اگر t از نمودار خوانده شود، عدد نهایی به‌دست می‌آید.

مثال مشابه: اگر t = ۳۰۰ ثانیه باشد، c = (۱۰×۳۰۰)/۳ = ۱۰۰۰ J/(kg·K) می‌شود که مثلاً برای آب نزدیک است (اما آب مایع است). این مثال فقط برای یادگیری است.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی درباره رابطهٔ Q=mcΔT و تبدیل واحدها تمرین کنی. همچنین می‌توانی نمودارهای دما-زمان را رسم کنی و شیب خط را به دست آوری.