دمای ظرف با انرژی گرمایی برابر

راهنمایی کوتاه: دمای ظرفی بیشتر است که جرم کمتری داشته باشد، وقتی انرژی گرمایی هر دو ظرف یکسان باشد.

گام‌به‌گام:

• ۱) فرض کنید دو ظرف A و B داریم که انرژی گرمایی یکسانی دارند (Q_A = Q_B).
• ۲) رابطه بین انرژی گرمایی (Q)، جرم (m)، ظرفیت گرمایی ویژه (c) و تغییر دما (ΔT) این است: Q = m × c × ΔT.
• ۳) اگر انرژی گرمایی برابر باشد، داریم: m_A × c_A × ΔT_A = m_B × c_B × ΔT_B.
• ۴) اگر هر دو ظرف از یک ماده باشند (c یکسان)، رابطه ساده می‌شود: m_A × ΔT_A = m_B × ΔT_B.
• ۵) از این رابطه مشخص است که اگر جرم کمتر باشد (مثلاً m_A < m_B)، برای حفظ تساوی، ΔT باید بیشتر باشد (ΔT_A > ΔT_B).
• ۶) بنابراین، ظرف با جرم کمتر دمای بیشتری خواهد داشت (اگر دمای اولیه یکسان باشد).

پاسخ نهایی: وقتی انرژی گرمایی در دو ظرف برابر باشد، دمای ظرفی بیشتر است که جرم کمتری داشته باشد (به شرطی که هر دو از یک ماده ساخته شده باشند و دمای اولیه یکسانی داشته باشند).

مثال مشابه: فرض کنید دو لیوان آب داریم: یکی با ۱۰۰ گرم آب و دیگری با ۲۰۰ گرم آب. اگر به هر دو لیوان ۱۰۰۰ ژول انرژی گرمایی بدهیم، دمای لیوان ۱۰۰ گرمی بیشتر افزایش می‌یابد چون جرم کمتری دارد.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی مفهوم ظرفیت گرمایی ویژه (c) را بررسی کنی. مواد مختلف حتی با جرم یکسان، با دریافت انرژی گرمایی برابر، دمای متفاوتی پیدا می‌کنند چون ظرفیت گرمایی ویژه متفاوتی دارند. مثلاً آب ظرفیت گرمایی ویژه بالایی دارد یعنی برای افزایش دمای آن انرژی بیشتری لازم است.