Přejít na hlavní obsah

O kolik stupňů vychladla voda o hmotnosti 2 kg mezi 95 a 25 stupni?

Teplota je jednou z nejzákladnějších vlastností látky, která ovlivňuje její vlastnosti. Voda není výjimkou. Studium teplotních změn je důležitým úkolem na cestě k pochopení jedinečných vlastností této kapalné látky.

V tomto článku se podíváme na příklad, který nám umožní lépe porozumět tomu, jak moc se voda může ochladit, když se změní její hmotnost a počáteční a konečné teploty. Vezměte vodu o hmotnosti 2 kg, která měla počáteční teplotu 95 stupňů a ochladila se na 25 stupňů. Naším úkolem je určit, o kolik stupňů se ochladí.

K vyřešení tohoto problému použijeme fyzikální vzorec pro výpočet tepelného toku. Tento vzorec umožňuje určit množství tepla, které bylo přeneseno nebo odebráno z látky, když se mění její teplota. Použitím tohoto vzorce na náš příklad budeme schopni určit, kolik tepla bylo odebráno z vody, a tedy o kolik stupňů se ochladilo.

Výpočet změny teploty vody o hmotnosti 2 kg

K výpočtu množství tepla přeneseného nebo odebraného z vody lze použít vzorec:

Kde Q je množství tepla, m je hmotnost vody (2 kg), c je specifická tepelná kapacita vody (4186 J/kg∙°c), ΔT je změna teploty.

Vložením známých hodnot do vzorce získáme:

Q = 2 * 4186 * (25 - 95) = - 2 * 4186 * 70 = - 586040 J

Množství tepla odebraného z vody o hmotnosti 2 kg při jejím ochlazení z 95 na 25 stupňů je tedy -586040 J. Negativní hodnota naznačuje, že teplo bylo odebráno z vody. Voda se ochladila o 70 stupňů.

Výchozí data

Pro řešení tohoto problému známe následující údaje:

  • Hmotnost vody: 2 kg
  • Původní teplota vody: 95 stupňů
  • Konečná teplota vody: 25 stupňů

Výpočtový algoritmus

Chcete-li vypočítat, o kolik stupňů se voda ochladila o hmotnosti 2 kg mezi 95 a 25 stupni, musíte k určení změny tepla použít vzorec:

Q = mcΔT

V tomto případě je hmotnost vody 2 kg, měrná tepelná kapacita vody je 4186 J/(kg·°C) a změna teploty se rovná rozdílu počáteční a konečné teploty.

Vložením hodnot do vzorce získáme:

Q = (2 kg) * (4186 J/(kg * °C) * (95-25 °C)

Q = 83600 J

Voda se tak ochladila o 83 600 J. Tuto hodnotu lze považovat za změnu tepla uvolněného do životního prostředí při chlazení vody.

Výsledky výpočtu

Pro výpočet tepelných ztrát je nutné použít vzorec:

  • Q-množství tepla přenášeného nebo absorbovaného
  • m-hmotnost látky
  • c-měrná tepelná kapacita látky
  • ΔT-teplotní rozdíl

Tím, že dosadíme známé hodnoty, získáme:

Q = 2 kg * c *(25 stupňů-95 stupňů)

Vzhledem k tomu, že měrná tepelná kapacita vody je 4200 J / kg∙°c, dostaneme:

Q = 2 kg * 4200 J / kg∙°c * (-70 stupňů) = -588000 J

Voda se tak ochladila o 70 stupňů.