INILIPAT ANG INIT: MGA FORMULA, KUNG PAANO MAKALKULA ITO AT NALUTAS ANG MGA EHERSISYO - PISIKAL - 2025

Ang init na inilipat ay ang paglipat ng enerhiya sa pagitan ng dalawang katawan sa magkakaibang temperatura. Ang isa na may mas mataas na temperatura ay nagbibigay ng init sa isa na may mas mababang temperatura. Kung ang isang katawan ay sumuko o sumisipsip ng init, ang temperatura o pisikal na estado ay maaaring mag-iba depende sa masa at katangian ng materyal mula sa kung saan ito ginawa.

Ang isang mabuting halimbawa ay sa isang umuusok na tasa ng kape. Ang kutsara ng metal na kung saan ang asukal ay pinukaw ay kumakain. Kung naiwan ito sa tasa ng sapat na mahaba, ang kape at isang metal na kutsara ay magtatapos sa pagpapabagay ng kanilang mga temperatura: ang kape ay palamig at ang init ay ililipat sa kutsara. Ang ilang init ay lumipas sa kapaligiran, dahil ang sistema ay hindi insulated.

Ang kape at kutsara ay nasa thermal equilibrium pagkatapos ng isang habang. Pinagmulan: Pixabay.

Habang ang temperatura ay nagiging pantay, naabot ang thermal equilibrium.

Kung nagawa mo ang parehong pagsubok na may isang kutsarang plastik, tiyak na mapapansin mo na hindi ito init nang mabilis tulad ng isang metal, ngunit sa kalaunan ay magiging balanse din ito sa kape at lahat ng nasa paligid nito.

Ito ay dahil ang metal ay nagsasagawa ng init na mas mahusay kaysa sa plastik. Sa kabilang banda, tiyak na ang kape ay nagbubunga ng init sa ibang rate kaysa sa mainit na tsokolate o iba pang inumin. Kaya ang init na ibinigay o hinihigop ng bawat bagay ay nakasalalay sa kung anong materyal o sangkap na ginawa nito.

Ano ang binubuo nito at mga formula

Ang init ay palaging tumutukoy sa daloy o paglipat ng enerhiya sa pagitan ng isang bagay at isa pa, dahil sa pagkakaiba-iba ng temperatura.

Iyon ang dahilan kung bakit pinag-uusapan natin ang paglipat ng init o hinihigop ng init, dahil sa pamamagitan ng pagdaragdag o pag-extract ng init o enerhiya sa ilang paraan, posible na baguhin ang temperatura ng isang elemento.

Ang dami ng init na ibinibigay ng pinakamainit na bagay ay karaniwang tinatawag na Q. Ang halagang ito ay proporsyonal sa masa ng bagay na iyon. Ang isang katawan na may isang malaking masa ay may kakayahang magbigay ng mas maraming init kaysa sa iba na may mas mababang masa.

Pagkakaiba ng temperatura

Ang isa pang mahalagang kadahilanan sa pagkalkula ng paglipat ng init ay ang pagkakaiba sa temperatura na naranasan ng bagay na naglilipat ng init. Ito ay tinukoy bilang Δ T at kinakalkula tulad ng sumusunod:

Sa wakas, ang halaga ng init na inilipat ay nakasalalay din sa likas na katangian at mga katangian ng bagay, na kung saan ay kabuuan na buod sa isang pare-pareho na tinatawag na tiyak na init ng materyal, na tinukoy bilang c.

Kaya sa wakas ang expression para sa inilipat na init ay ang mga sumusunod:

Ang gawa ng pagbibigay ay sinasagisag ng isang negatibong tanda.

Tukoy na kapasidad ng init at init ng isang sangkap

Ang tiyak na init ay ang dami ng init na kinakailangan upang itaas ang temperatura ng 1 g ng sangkap sa pamamagitan ng 1 ºC. Ito ay isang intrinsic na pag-aari ng materyal. Ang mga yunit nito sa International System ay: Joule / kg. K (Joule sa pagitan ng kilogram x temperatura sa mga degree Kelvin).

Ang kapasidad ng init C ay isang naka-link na konsepto, ngunit bahagyang naiiba, dahil ang masa ng bagay ay kasangkot. Ang kapasidad ng init ay tinukoy bilang mga sumusunod:

Ang mga unit nito SI ay Joule / K. Kaya ang init na pinakawalan ay maaari ring maipahayag nang pantay bilang:

Paano makalkula ito?

Upang makalkula ang init na inilipat ng isang bagay, kinakailangan upang malaman ang sumusunod:

- Ang tiyak na init ng sangkap na nagbibigay ng init.

- Ang masa ng nasabing sangkap

- Ang pangwakas na temperatura na makuha

Ang mga tiyak na halaga ng init para sa maraming mga materyales ay natutukoy nang eksperimento at magagamit sa mga talahanayan.

Calorimetry

Ngayon, kung hindi alam ang halagang ito, posible na makuha ito sa tulong ng isang thermometer at tubig sa isang thermally insulated container: ang calorimeter. Ang isang diagram ng aparatong ito ay ipinapakita sa figure na kasamang ehersisyo 1.

Ang isang sample ng sangkap ay nalubog sa isang tiyak na temperatura sa isang dami ng tubig na dati nang nasukat. Ang pangwakas na temperatura ay sinusukat at ang tiyak na init ng materyal ay natutukoy sa mga halagang nakuha.

Sa pamamagitan ng paghahambing ng resulta sa mga tabulated na halaga, malalaman kung anong sangkap ito. Ang pamamaraang ito ay tinatawag na calorimetry.

Ang balanse ng init ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-iingat ng enerhiya:

Q _nagbunga + Q _{hinihigop = 0}

Malutas na ehersisyo

Ehersisyo 1

Ang isang 0.35 kg na piraso ng tanso ay ipinakilala sa temperatura ng 150ºC sa 500 ML ng tubig sa temperatura na 25ºC.

a) Ang pangwakas na temperatura ng balanse

b) Gaano karaming init ang dumadaloy sa prosesong ito?

Data

Scheme ng isang pangunahing calorimeter: isang insulated container ng tubig at isang thermometer upang masukat ang mga pagbabago sa temperatura. l Pinagmulan: Dr Tilahun Tesfaye

Solusyon

a) Nagbibigay ng init ang Copper habang sinisipsip ito ng tubig. Habang ang sistema ay itinuturing na sarado, tanging ang tubig at sample ay namamagitan sa balanse ng init:

Sa kabilang banda, kinakailangan upang makalkula ang masa ng 500 ML ng tubig:

Sa pamamagitan ng mga datos na ito ang masa ng tubig ay kinakalkula:

Ang equation para sa init sa bawat sangkap ay nakataas:

Paghahambing ng mga resulta na mayroon kami:

Ito ay isang guhit na pagkakapareho sa isang hindi kilala, na ang solusyon ay:

b) Ang dami ng init na dumadaloy ay ang init na inilipat o ang hinihigop ng init:

Q _nagbunga = - 134.75 (32.56 - 150) J = 15823 J

Q _hinihigop = 2093 (32.56-25) J = 15,823 J

Mag-ehersisyo 2

Ang isang 100 g piraso ng tanso ay pinainit sa isang hurno sa isang temperatura ng T _o at pagkatapos ay inilagay sa isang 150 g tanso na calorimeter na naglalaman ng 200 g ng tubig sa 16 ° C. Ang pangwakas na temperatura nang isang beses sa balanse ay 38 º C. Kapag ang calorimeter at ang mga nilalaman nito ay natagpuan, natagpuan na ang 1.2 g ng tubig ay sumingaw.Ano ang paunang temperatura T _o ?

Solusyon

Ang ehersisyo na ito ay naiiba mula sa nakaraan, dahil dapat itong isaalang-alang na ang calorimeter ay sumisipsip din ng init. Ang init na inilabas ng piraso ng tanso ay namuhunan sa lahat ng mga sumusunod:

- Init ang tubig sa calorimeter (200 g)

- Pinain ang tanso kung saan ginawa ang calorimeter (150 g)

- Malamig ang 1.2 gramo ng tubig (kailangan din ng enerhiya para sa pagbabago ng phase).

Kaya:

- 38.5. (38 - T _o ) = 22397.3

Ang init na kinakailangan upang dalhin ang 1.2 g ng tubig hanggang sa 100º C ay maaari ring isaalang-alang, ngunit ito ay isang medyo maliit na halaga sa paghahambing.

Mga Sanggunian

1. Giancoli, D. 2006. Pisika: Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. ^Ika- 6 . Ed. Prentice Hall. 400 - 410.
2. Kirkpatrick, L. 2007. Physics: Isang Tumingin sa Mundo. 6 ^{ta Pag-} edit na pinaikling. Pag-aaral ng Cengage. 156-164.
3. Rex, A. 2011. Mga Batayan ng Pisika. Pearson. 309-332.
4. Mga Luha, Zemansky. 2016. Unibersidad sa Unibersidad na may Makabagong Pisika. ^Ika- 14 . Ed. Dami 1. 556 - 553.
5. Serway, R., Vulle, C. 2011. Mga Batayang Pangkatangay ng Pisika. 9 ^na Cengage Learning.