HEAT: 공식, 유형, 샘플 문제(요약)

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열 공식은 물리학 수업에서 찾을 수 있는 친숙한 것입니다. 열은 물체가 받거나 방출할 수 있는 에너지의 한 형태입니다. 열에는 줄 또는 칼로리라는 단위가 있습니다.

열은 특정 물질이 가지고 있는 열에너지로 해석할 수 있으며 물체의 온도를 측정하여 감지할 수 있습니다. 열려 있는 따뜻한 물에 열을 가하면 열이 물에서 공기 중으로 방출되기 때문에 점차 냉각(더 이상 따뜻해지지 않음)되는 것을 볼 수 있습니다.

내용 목록

칼로리의 정의

칼로리의 정의

열은 두 물체가 서로 접촉하거나 모일 때 온도가 높은 물체에서 낮은 물체로 이동할 수 있는 에너지입니다. 온도가 다른 두 물체는 열을 흐르게 하고 움직입니다.

예를 들어 뜨거운 물과 찬물을 섞으면 따뜻한 물이 됩니다. 또한 온도와 열은 두 가지 다른 것임을 이해해야 합니다. 온도는 온도계로 측정할 수 있는 값이고 열은 흐르는 에너지입니다.

국제 시스템(SI) 또는 MKS에 따르면 열의 단위는 줄(J)이고 CGS에 따르면 열의 단위는 에르그입니다. 여러 유형의 음식에서 열은 칼로리 단위를 사용합니다.

1칼로리는 물 1g의 온도를 섭씨 1도까지 올리는 데 필요한 열에너지의 양으로 정의됩니다. 따라서 1칼로리 = 4.184줄 또는 일반적으로 4.2J로 직접 반올림된다는 결론을 내릴 수 있습니다.

칼로리 공식

칼로리 공식

위에서 읽은 열의 정의에 따르면 다음은 물리학 과목에서 열 재료와 관련하여 요약된 공식 중 일부입니다.

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1. 열전달 공식

Q = m. 씨. 티

와 함께:

Q = 특정 물체가 받거나 방출하는 열량(J)

m = 열을 받거나 방출하는 물체의 질량(kg)

c = 물질의 비열(J/kg°C)

T = 온도 변화(°C)

2. 비열 공식

이 공식의 벤치마크는 평소와 같이 수학적으로 계산할 요소 c(물질의 비열)를 제거하여 열 전달 공식입니다.

c = Q / (m. 티)

와 함께:

c = 물질의 비열(J/kg°C)

Q = 특정 물체가 받거나 방출하는 열량(J)

m = 열을 받거나 방출하는 물체의 질량(kg)

T = 온도 변화(°C)

3. 열용량 공식

C = 질문 / 티

와 함께:

C = 열용량(J/°K)

Q = 많은 열(J)

T = 온도 변화(Kelvin / K)

4. 열용량 결정 공식

C = m. 씨

와 함께:

C = 열용량(J/°K)

m = 열을 받거나 방출하는 물체의 질량(kg)

c = 물질의 비열(J/kg°K)

5. 용융열 및 증기 공식

융해열의 공식은 다음과 같다.

Q = m. 엘

증기열의 공식은 다음과 같습니다.

Q = m. 유

와 함께:

Q = 많은 열(J)

m = 물체의 질량(kg)

L = 융해열(J/kg)

U = 물질의 증기열(J/kg)

읽다: 열역학

칼로리의 종류

칼로리의 종류

특정 물질의 작업 과정에 따라 구별되는 몇 가지 유형의 열이 있습니다. 다음은 일상 생활에서 그 적용을 보기 위해 이해해야 하는 열의 유형입니다.

1. 형성열(ΔHf)

형성열은 분자식을 사용하여 작성되는 기체와 같은 요소에서 화합물 1몰을 형성하는 데 생성되거나 필요한 열입니다. 형성열의 몇 가지 예는 C12, 오2, 브2, 시간2.

2. 분해열(ΔHd)

분해열은 1몰의 화합물을 다른 원소로 분해하는 데 생성되거나 필요한 열의 형태입니다.

3. 연소열(ΔHc)

연소열은 원소 또는 그 화합물과 같은 물질 1몰을 태울 때 얻거나 필요한 열입니다.

4. 중화열(ΔHn)

중화열은 1몰의 H를 형성하기 위해 얻거나 필요한 열의 유형입니다.2O는 산과 염기 사이의 반응에서 발생합니다. 이 열은 온도가 증가하기 때문에 발열 반응입니다.

5. 용해열(ΔHs)

용해열은 원래 고체였던 물질 1몰을 용액으로 용해하는 데 생성되거나 필요한 열의 유형입니다.

읽다: 밀도 공식

비열 및 열용량

또한 물질 입자가 다르고 온도 변화가 다른 두 물질에서 열이 흐를 수 있음을 알아야 합니다. 예를 들어, 물과 기름을 같은 온도로 가열하면 물의 온도 변화보다 기름의 온도 변화가 더 큽니다.

이것은 함께 모이거나 함께 모인 두 물체에 다른 유형의 열이 있기 때문에 발생할 수 있습니다. 비열은 질량 1kg에서 1°C까지 온도를 높이는 데 필요한 열량이며 단위는 칼로리/그램°섭씨 또는 J/kg°C입니다.

비열 및 열용량

각 물질에는 고유한 비열이 있으며 그 차이가 있습니다. 한편, 열용량의 개념은 물체의 온도를 1°C까지 올릴 수 있는 데 필요하거나 흡수하는 열의 양입니다.

열 변화

그 적용에서 열 공식은 함께 가져오거나 서로 접촉하는 두 물질을 변화시키는 원리를 사용하여 작동합니다. 아래는 물질이 뭉치거나 뭉쳤을 때 일어나는 열 변화입니다.

1. 열은 물질의 온도를 변화시킬 수 있습니다

열은 물질의 온도를 변화시킬 수 있습니다

각각의 기본 물체는 절대 영도보다 낮은 온도를 가지므로 물체에는 열이 있어야 합니다. 이 내용은 나중에 물체의 온도에 얼마나 많은 열이 있는지 결정합니다.

물체가 가열되면 추가 열이 발생합니다. 온도도 증가하거나 증가할 것입니다. 반대로 물체가 냉각되면 열이 방출되어 온도가 감소합니다.

2. 열은 물질을 변화시킬 수 있습니다

열은 물질을 변화시킬 수 있습니다

어떤 유형의 물체에서는 특정 단위로 열을 가하면 물체가 상태 변화를 겪을 수 있습니다. 예를 들어 얼음에 열이 가해지면 얼음은 고체에서 액체 또는 기체로 형태가 바뀝니다.

가열 과정을 지속적으로 수행하면 물이 물질로 다시 형태를 바꾸는 원인이 됩니다. 이것은 형태를 바꾸려는 물체가 액체의 점에서 물체의 녹는점으로 이동할 때 발생합니다.

열전달 유형

열의 정의, 유형, 공식, 열의 변화에 ​​대한 설명을 통해 열이 다른 물체와 만나거나 접촉할 때 열도 움직일 수 있다는 결론을 내릴 수 있습니다. 다음은 몇 가지 유형의 열 전달입니다.

1. 전도

전도

전도에 의한 열전달은 금속과 같은 중간 물질을 통과할 때 발생하지만 물질의 입자가 영구적으로 이동하지는 않습니다. 예를 들어 금속의 한쪽 끝을 가열하면 금속의 다른 쪽 끝도 뜨거워집니다.

이것은 높은 온도에서 낮은 온도로 열이 전도되기 때문입니다. 가열된 금속 팁은 금속 입자가 연결된 다른 입자에서 진동을 생성하도록 합니다.

따라서 금속의 한쪽 끝만 가열해도 모든 금속 입자가 진동하여 열전달이 발생합니다. 또 다른 예는 모터가 켜져 있을 때 오토바이 배기 가스가 뜨거운 경우입니다.

전도는 불꽃에 불을 붙이고, 요리 과정에서 뜨거워지는 냄비 뚜껑을 잡고, 가열하면 녹는 버터 등을 들 때도 전도가 일어난다. 전도에 대한 열전달 공식은 다음과 같습니다.

열율 = Q/t = kA. 티/엑스

2. 전달

전달

대류는 열이 물질을 통과한 후 물질의 일부가 이동하는 열 전달입니다. 대류에 의한 열전달은 액체나 기체에서 일어날 수 있으므로 대류는 다음과 같이 두 가지로 나뉜다.

ㅏ. 과학적 대류

대류는 외부 요인 없이 부력으로 인해 발생하는 열 전달이며 다양한 유형의 물체에 영향을 받습니다. 예를 들어 물을 가열하면 뜨거운 물 입자의 밀도가 화재에서 멀어지고 더 낮은 온도의 물 물질이 대신합니다.

비. 강제 대류

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대류는 압력과 같은 외부 요인의 영향으로 발생하는 열전달로 의도적 또는 강제적 전달이 발생합니다. 즉, 도움으로 인해 열이 한 곳으로 강제 이동됩니다.

예를 들어 더운 곳으로 찬 공기를 내보내는 팬, 자동차 라디에이터의 엔진 냉각 시스템 등이 있습니다.

대류의 또 다른 적용은 물을 가열할 때 발생합니다. 물의 위아래 움직임이 있는 곳에서 녹두 씨앗 끓이면 오르락 내리락 하는 것, 육지와 바닷바람의 과정, 열기구의 움직임, 굴뚝 연기 공장.

대류에 의한 열전달 공식은 다음과 같습니다.

열율 = Q/t = hA. 티

3. 방사능

방사능

복사는 중간 물질이나 매체를 필요로 하지 않는 열 전달입니다. 복사에서의 열 전달은 전도 및 대류와 동일하지 않습니다. 복사의 변위는 매개체 없이도 열이 전달될 수 있기 때문에 두 물질이 항상 접촉하거나 만나는 것은 아닙니다.

즉, 열원 자체에 의해 열이 모든 방향으로 방사된 다음 도달할 수 있는 모든 방향으로 흐릅니다. 기본적으로 모든 물체는 열복사를 방출하고 흡수할 수 있지만 그 양은 물질의 온도와 색상에 따라 다릅니다.

물체가 주변 온도보다 더 뜨거울수록 주변으로 더 많은 열을 방출합니다. 따라서 뜨거운 물체의 표면적이 크면 방출되는 열이 더 뜨거워집니다.

일상 생활에서 방사선 사례의 예는 모닥불을 피울 때 따뜻할 것입니다 화원이 일정 거리에 있기 때문에 가까이 갔을 때 손바닥이 따뜻해지면 복사가 느껴집니다. 불로. 복사열의 ​​공식은 다음과 같습니다.

열율 = Q/t = eσAT4

4. 열 차단

열 차단

열은 쉽게 전달되는 성질이 있습니다. 전도, 대류 및 복사에 의해 움직임이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 예를 들어 방을 격리합니다. 보온병은 수온을 뜨겁거나 따뜻하게 유지하여 열 전달을 방지할 수 있습니다.

읽다: 가스 물질

칼로리 문제의 예

칼로리 문제의 예

열 공식은 다음 질문의 예에서 작업하는 데 사용할 수 있는 방법입니다!

1. 예제 질문 1

물체의 온도는 5°C이고 1500J의 열을 흡수합니다. 물체의 온도가 32°C로 변경됩니다. 물체의 열용량을 계산하십시오!

해결책:

Q = 1500J

T = 32°C – 5°C = 27°C = 300°K

C = 질문 / 티

C=1500/300

C = 5J/°K

2. 예제 질문 2

물의 비열이 1000J/kg°C인 경우 25°C에서 105°C로 5kg의 물을 가열하는 데 필요한 열을 계산하십시오!

해결책:

m = 5kg

c = 1000J/kg°C

T = 105°C – 25°C = 80°C

Q = m. 씨. 티

Q = 5. 1000. 80

Q = 400,000J

3. 예제 질문 3

물의 질량이 3kg이고 30°C에서 100°C로 가열되고 비열이 1J/g°C이면 물에 필요한 열량을 계산하십시오!

해결책:

m = 3kg

c = 1g/°C = 1000J/kg°C

T = 100°C – 30°C = 70°C

Q = m. 씨. 티

Q = 3. 1000. 70

Q = 210,000J

4. 예제 질문 4

액체의 질량은 5kg입니다. 액체는 200,000J의 열을 필요로 하며 20°C에서 80°C로 가열됩니다. 액체의 비열을 계산하십시오!

해결책:

m = 5kg

Q = 200,000J

T = 80°C – 20°C = 60°C

c = Q/m. 티

c = 200,000 / 5. 60

c = 200,000 / 300

c = 666.67J/kg°C

5. 예제 질문 5

알루미늄의 질량은 5kg입니다. 초기 온도는 25°C입니다. 알루미늄이 250,000J의 열을 받고 비열이 900J/kg°C이면 알루미늄의 최종 온도를 계산하십시오!

해결책:

m = 5kg

Q = 250,000J

c = 900J/kg°C

1 = 25°C

Q = m. 씨. 티

250.000 = 5. 900. (티2 – 25)

2 – 25 = 250.000 / 5. 900

2 – 25 = 250.000 / 4.500

2 – 25 = 55,56

2 = 55.56 + 25 = 80.56°C

6. 예제 질문 6

25 ° C의 온도에서 300 그램의 물이 있으며 1,500 칼로리의 에너지로 가열됩니다. 물의 비열이 1cal/g°C이면 가열된 물의 온도를 계산하십시오!

해결책:

m = 300g

1 = 25°C

c = 1cal/g°C

Q = 1,500칼로리

Q = m. 씨. 티

1.500 = 300. 1. (티2 – 25)

2 – 25 = 1500 / 300. 1

2 – 25 = 5

2 = 5 + 25 = 30°C

7. 예제 질문 7

40°C에서 65°C로 가열할 물 300g이 있습니다. 물의 비열이 1cal/g°C 또는 4,200J/kg°K인 경우 다음을 계산하십시오.

  1. 많은 열을 칼로리로 받는다
  2. 줄로 받는 열량

해결책:

m = 300g = 0.3kg

T = 65 – 40 = 25°C

c = 1cal/g°C = 4,200J/kg°K

  • 칼로리 칼로리

Q = m. 씨. 티

Q = 300. 1. 25

Q = 7,500칼로리

  • 열(줄)

Q = m. 씨. 티

Q = 0.3. 4.200. 25

Q = 31,500칼로리 = 132,300줄

위의 설명을 바탕으로 열 공식은 방출 및 요구에만 국한되지 않습니다. 열, 그러나 열, 열 전달, 심지어는 각 물질의 비열의 변화가 있습니다. 달라지다. 즐겁게 연습하고 이 기사가 유용하기를 바랍니다!

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