Özgül Isı Hesaplayıcı

Özgül ısı nedir?

Özgül ısı, bir maddenin bir kilogramının sıcaklığını bir kelvin (veya eşdeğer olarak bir santigrat derece) artırmak için ne kadar enerji gerektiğini gösteren bir madde özelliğidir. Örneğin suyun yaklaşık 4186 J/(kg·K) gibi yüksek bir özgül ısısı vardır; bu nedenle metallere kıyasla yavaş ısınır ve yavaş soğur.

Bu hesaplayıcı, temel ısı denklemi $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ kullanır ve dört büyüklükten herhangi birini bulmanızı sağlar: ısı enerjisi $Q$, kütle $m$, özgül ısı $c$ veya sıcaklık değişimi $\Delta T$.

Hesaplayıcı nasıl çalışır?

«Hesapla» menüsünden bulmak istediğiniz büyüklüğü seçin ve ardından bilinen üç değeri girin. Hesaplayıcı dahili olarak her zaman SI birimlerini kullanır: enerji joule (J), kütle kilogram (kg), özgül ısı J/(kg·K) ve sıcaklık değişimi kelvin (K) cinsindendir. 1 K’lik bir değişim, 1 °C’lik bir değişimle tam olarak aynı büyüklüktedir; bu nedenle $\Delta T$ kelvin veya santigrat derece cinsinden bir sıcaklık farkı olarak girilebilir.

Kütle, özgül ısı veya sıcaklık değişimi için çözüm yaparken hesaplayıcı diğer büyüklüklere böler; bu nedenle herhangi bir bölen sıfırsa sonuç döndürmez.

Formül

Bir maddenin sıcaklığını değiştirmek için gereken ısı enerjisi şöyledir:

Burada:

• $Q$ eklenen veya çıkarılan ısı enerjisidir, joule (J) cinsinden,
• $m$ maddenin kütlesidir, kilogram (kg) cinsinden,
• $c$ özgül ısıdır, J/(kg·K) cinsinden,
• $\Delta T$ sıcaklık değişimidir, kelvin (K) cinsinden.

Yeniden düzenleyerek herhangi bir bilinmeyen çözülebilir:

Çözümlü örnekler

Örnek 1: Suyu ısıtmak

2 kg suyu ($c = 4186 \, \text{J/(kg·K)}$) 10 K ısıtın. Gereken ısı enerjisi:

Yani 83720 joule gereklidir.

Örnek 2: Kütleyi çözmek

83720 J ısının, bir miktar suyun ($c = 4186 \, \text{J/(kg·K)}$) sıcaklığını 10 K artırdığını varsayalım. Kütle:

Numunenin kütlesi 2 kg idi; bu da ilk örneği doğrular.

Pratik notlar

• Özgül ısı değerleri sıcaklığa ve faza göre değişir; yayımlanan değerler genellikle oda sıcaklığına yakın verilir.
• Formül faz değişimi olmadığını varsayar (erime veya kaynama yok). Bir faz sınırını geçmek, bu hesaplayıcının içermediği gizli ısı gerektirir.
• Negatif bir $\Delta T$ (soğuma) negatif bir $Q$ verir; bu da maddeden ısı çıkarıldığı anlamına gelir.

Gazlar üzerinde çalışıyorsanız hava yoğunluğu hesaplayıcımız ve Boyle yasası hesaplayıcımız da işinize yarayabilir.