Vind termiese ewewig: 7 belangrike feite wat u moet weet


In hierdie artikel sal die onderwerp, "vind termiese ewewig" kortliks opgesom word. In die toestand van termiese ewewig is die hitte geen oordrag tussen twee stowwe wat in kontak is nie.

Uit die nulde wet van die termodinamika kry ons 'n duidelike konsep oor die termiese ewewig. Termiese ewewig is 'n toestand tussen twee voorwerpe waar die hitte nie oordra nie en voorwerpe kontak met mekaar het. Die temperatuur vir die twee voorwerpe bly dieselfde vir termiese ewewigstoestand.

'n Baie interessante opvatting wat verband hou met temperatuur, die term is termiese ewewig. Twee stowwe is in die toestand van termiese ewewig as in 'n nabye sisteem die temperatuur deur die voorwerpe verkry of verwerp word totdat hulle die toestand van ewewig bereik het, ten spyte daarvan, word energie nie tussen die twee stowwe oorgedra nie. Net so, wanneer die stowwe nie in kontak is nie, bly hulle ook in termiese ewewigstoestand as wanneer dit in kontak geleë is, die energie nie tussen twee stowwe uitruil nie.

termiese ewewig te vind
Beeld – Ontwikkeling van 'n termiese ewewig in 'n geslote sisteem oor tyd deur a hitte vloei wat temperatuurverskille gelykmaak;
Beeldkrediet – Wikipedia

Voorbeelde van termiese ewewig:-

Enkele voorbeelde van die termiese ewewig word hieronder bespreek,

  1. Meet die temperatuur van die menslike liggaam deur termometer is 'n goeie voorbeeld vir termiese ewewig. Wanneer temperatuur met behulp van termometer ondersoek word, word die temperatuur verhoog deur die termometer en na 'n sekere tyd wanneer die temperatuur van die liggaam en termometer dieselfde hitte-oordrag tussen liggaam geword het en termometer gestop het, beteken die toestand bereik ewewigstoestand.
  2. Steek skielik hand in ysblokkie is nog 'n goeie voorbeeld van termiese ewewig. Wanneer die hand op daardie tydstip in ysblokkie gesit word, begin temperatuur tussen blokkie en hand oordra die hitte en wanneer die temperatuur tussen hand en ysblokkie dieselfde word, sal die hitte-oordrag gestop word, beteken die toestand bereik ewewigstoestand.
  3. Smelt van 'n botterblokkie is ook 'n voorbeeld van termiese ewewig. Wanneer 'n blokkie botter in natuurlike geplaas word op daardie tydstip temperatuur tussen blokkie en atmosfeer probeer om by dieselfde temperatuur te bereik, dus begin om die hitte oor te dra, en wanneer die temperatuur tussen atmosfeer en blokkie botter dieselfde word, sal die hitte-oordrag gestop word , beteken die toestand bereik die ewewigstoestand.

Hoe om termiese ewewig te vind?

Die termiese ewewig is 'n toestand wanneer hitte-oordrag van twee stowwe gestop sal word wanneer hul temperatuur tot dieselfde punt bereik. Die termiese ewewig word bepaal met behulp van hierdie formule,

waar,

Q = Totale energie van die spesifieke materie van die liggaam wat in Joule uitgedruk word

m = Massa van die spesifieke stof van die liggaam wat in gram uitgedruk word

Ce = Spesifieke hitte van die spesifieke stof van die liggaam wat in joule per Kelvin per kilogram uitgedruk word

Δt = Temperatuur van die spesifieke stof van die liggaam wat in Kelvin uitgedruk word.

As die waarde van massa van 'n stof en spesifieke hitte, temperatuur gegee word, kan ons die waarde van termiese ewewig maklik bepaal deur die waardes in …eqn(1) te plaas.

Nou word met behulp van numeriese probleem die termiese ewewig bespreek,

Probleem:

Vir die 40 gram water om die temperatuur vir 45 grade Celsius te bereik. Bepaal nou die waarde van energie waarteen die water in termiese ewewigstoestand bly.

Oplossing:-

In die probleemgegewe data is,

Massa van die water (m) = 40 gram

Spesifieke hitte vir die water is Ce = 4.17 Joule per gram graad Celsius

Temperatuur Δt = 45 grade Celsius

Ons weet dat die formule vir termiese ewewig is,

Q = mx Ce x Δt

waar,

Q = Totale energie van die spesifieke materie van die liggaam

m = Massa van die spesifieke stof van die liggaam

Ce= Spesifieke hitte van die spesifieke materie van die liggaam

Δt = Temperatuur van die spesifieke stof van die liggaam

Nou plaas ons die waardes in die vergelyking,

Q = 40 x 4.17 x 45

Q = 7506 Joule.

Vir die 40 gram water om die temperatuur vir 45 grade Celsius te bereik. Die waarde van energie waarteen die water bly termiese ewewig staat is 7506 Joule.

Wanneer om termiese ewewig te vind?

Wanneer twee voorwerpe in kontak geplaas word, word hitte (energie) van die een na die ander oorgedra totdat hulle dieselfde temperatuur bereik (in termiese ewewig is). Wanneer die voorwerpe by dieselfde temperatuur is, is daar geen hitte-oordrag nie.

Formule om termiese ewewig te bereken:

Hitte is die vloei van energie van 'n hoë temperatuur na 'n lae temperatuur. Wanneer hierdie temperature uitbalanseer, hou hitte op om te vloei, dan word gesê dat die stelsel (of stel stelsels) in termiese ewewig is.

Die formule vir termiese ewewig is,

Q = mx Ce x Δt

waar,

Q = Totale energie van die spesifieke materie van die liggaam wat in Joule uitgedruk word

m = Massa van die spesifieke stof van die liggaam wat in gram uitgedruk word

Ce= Spesifieke hitte van die spesifieke stof van die liggaam wat in joule per Kelvin per kilogram uitgedruk word

Δt = Temperatuur van die spesifieke stof van die liggaam wat in Kelvin uitgedruk word.

Hoe vind jy die finale temperatuur in termiese ewewig?

Met behulp van numeriese word die finale temperatuur in termiese ewewig hieronder beskryf,

'n Ysterstuk waarvan die massa 220 gram is. Die temperatuur van die ysterstuk is 310 grade Celsius. Gestel die ysterstuk hang teen 'n houer wat met water gevul is. Die gewig van die water is 1.2 kg en die temperatuur sal 22 grade Celsius wees.

Bepaal die finale temperatuur in termiese ewewig vir water.

Oplossing:-

Laat, die finale temperatuur in termiese ewewig vir water = T graad Celsius.

Verander nou in temperatuur,

Δt = Tfinale - Taanvanklike

Verandering in hitte,

Q = mx Ce x Δt

Dus, verandering in hitte van stuk van die yster is,

  Δ Qyster = 220/1000 x 450 x (T – 310) J

  Δ Qyster = 99 (T – 310) J

Nou, verandering in hitte van water is,

Δ Qwater = 1.20 x 4200 x (T – 22) J

Δ Qwater = 5040 (T – 22) J

Deur die wet van behoud van energie te gebruik, kan ons skryf,

ΔQyster+ ΔQwater = 0

Stel die waardes wat ons kry,

99 (T – 310) + 5040 (T – 22) = 0

99 T – 30690 + 5040T – 110880 = 0

5138 T = 141570

T = 141570/5138

T = 27.5 grade Celsius.

'n Ysterstuk waarvan die massa 220 gram is. Die temperatuur van die ysterstuk is 310 grade Celsius. Gestel die ysterstuk hang teen 'n houer wat met water gevul is. Die gewig van die water is 1.2 kg en die temperatuur sal 22 grade Celsius wees.

Die finale temperatuur in termiese ewewig vir water is 27.5 grade Celsius.

Probleem: 1

Hoeveel energie word benodig om die temperatuur vir 55 grade Celsius op te styg vir die 40 gram water?

Oplossing:-

Gegewe data is,

Massa van die water (m) = 40 gram

Spesifieke hitte vir die water is Ce = 4.17 Joule per gram graad Celsius

Temperatuur ΔT = 55 grade Celsius

Ons weet dat die formule vir termiese ewewig is,

Q = mx Ce x ΔT

waar,

Q = Totale energie van die spesifieke materie van die liggaam

m = Massa van die spesifieke stof van die liggaam

Ce = Spesifieke hitte van die spesifieke materie van die liggaam

ΔT = Temperatuur van die spesifieke stof van die liggaam

Q = 40 x 4.17 x 55

Q = 9174 Joule.

9174 Joule-energie word benodig om die temperatuur vir 55 grade Celsius te verhoog vir die 40 gram water.

Probleem: 2

Ramesh, wat 'n vriend van Ratan is, het 'n stokperdjie om klippe te versamel. Terwyl Ramesh klippe versamel, gooi hy dit altyd in 'n houer. Die houer is gemaak van metaal aluminium. Die gewig van die houer is 15.2 gram. Natuurlik is die temperatuur vir die houer ongeveer 36 grade Celsius. Nou Ramesh in die aluminium houer koue water gooi. Die temperatuur van die water sal 22 grade Celsius wees en die gewig van die water is 32 gram.

Bepaal die presiese temperatuur waarteen die temperatuur van die aluminiumhouer en die temperatuur van die koue water dieselfde sal wees.

Oplossing: -

Ons weet dat die formule vir termiese ewewig is,

Q = mx Ce x ΔT

waar,

Q = Totale energie van die spesifieke materie van die liggaam

m = Massa van die spesifieke stof van die liggaam

Ce = Spesifieke hitte van die spesifieke materie van die liggaam

ΔT = (Eindtemperatuur – Begintemperatuur) van die spesifieke stof van die liggaam

Vir aluminium,

QA = mA *CeA * ΔtA ………….. vgl (1)

Gegewe data is,

mA = 15.2 gram

CeA  = 0.215 kalorie per gram graad Celsius

ΔtA = (Tf - TiA) graad Celsius = (Tf – 36) grade Celsius

Vir water,

QW = mW *CeW * ΔtW ………….. vgl (1)

Gegewe data is,

mW = 32 gram

CeW = 1 kalorie per gram graad Celsius

ΔtW = (Tf - TiW) graad Celsius = (Tf – 22) grade Celsius

Nou, vanaf ………….. vgl (1) en ………….. vgl (2) kan ons skryf,

QA = mA *CeA * ΔtA = (-) QW = (-) mW *CeW * ΔtW

Stel die waarde van vgl (1) en vgl (2),

15.2 x (0.215) x (Tf – 36) = (-) 32 x 1 x (Tf - 22)

(Stel die waarde vir CeW = 1 kalorie per gram graad Celsius

3.268 x (Tf – 36) = -32 (Tf - 22)

3.268 Tf – 117.648 = -32 Tf + 704

3.268 Tf + 32 Tf = 704 + 117.648

Tf = 704 + 117.648/35.268

Tf = 23.2 grade Celsius

Ramesh, wat 'n vriend van Ratan is, het 'n stokperdjie om klippe te versamel. Terwyl Ramesh klippe versamel, gooi hy dit altyd in 'n houer. Die houer is gemaak van metaal aluminium. Die gewig van die houer is 15.2 gram. Natuurlik is die temperatuur vir die houer ongeveer 36 grade Celsius. Nou Ramesh in die aluminium houer koue water gooi. Die temperatuur van die water sal 22 grade Celsius wees en die gewig van die water is 32 gram.

Die presiese temperatuur waarteen die temperatuur van die aluminiumhouer en die temperatuur van die koue water dieselfde sal wees, is 23.2 grade Celsius.

Probleem: 3

'n Ongespesifiseerde metaal word in die laboratorium gestoor. Die gewig van die ongespesifiseerde metaal is 6 gram. Nou word 248.2 Joule-energie by die ongespesifiseerde metaal gevoeg. Die temperatuur van die ongespesifiseerde metaal styg tot 116 grade Celsius.

Bepaal nou die hoeveelheid spesifieke hitte vir die ongespesifiseerde metaal.

Oplossing:-

Gegewe data is,

Massa van die ongespesifiseerde metaal (m) = 6 gram

Moet bereken,

Spesifieke hitte vir ongespesifiseerde metaal Ce =? Joule per gram graad Celsius

temperatuur ΔT = 116 grade Celsius

Totale energie van die ongespesifiseerde metaal (Q) = 248.2 Joule

Ons weet dat die formule vir termiese ewewig is,

Q = mx Ce x ΔT

Ce = Q/mΔT

waar,

Q = Totale energie van die spesifieke materie van die liggaam

m = Massa van die spesifieke stof van die liggaam

Ce= Spesifieke hitte van die spesifieke materie van die liggaam

ΔT = Temperatuur van die spesifieke stof van die liggaam

Ce = 248.2 / 6ΔT

Ce= 248.2/6 x 116

Ce = 0.356 Joule per gram graad Celsius.

'n Ongespesifiseerde metaal word in die laboratorium gestoor. Die gewig van die ongespesifiseerde metaal is 6 gram. Nou word 248.2 Joule-energie by die ongespesifiseerde metaal gevoeg. Die temperatuur van die ongespesifiseerde metaal styg tot 116 grade Celsius. Die hoeveelheid spesifieke hitte vir die ongespesifiseerde metaal is 0.356 Joule per gram graad Celsius.

Gevolgtrekking:

twee fisiese sisteme is in termiese ewewig as daar geen netto vloei van termiese energie tussen hulle is nie wanneer hulle verbind is deur 'n pad wat deurlaatbaar is vir hitte.

Indrani Banerjee

Hi..Ek is Indrani Banerjee. Ek het my baccalaureusgraad in meganiese ingenieurswese voltooi. Ek is 'n entoesiastiese mens en ek is 'n persoon wat positief is oor elke aspek van die lewe. Ek lees graag Boeke en luister na musiek. Kom ons koppel deur LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

Onlangse plasings