Termodinamikte Dönüşümlere Örnek

Isı ve sıcaklık arasındaki fark: Isı, bir cisimden diğerine geçen enerjidir, sıcaklık ise her molekülün kinetik enerjisinin ölçüsüdür.
Termal denge: Farklı sıcaklıklardaki iki veya daha fazla cismin birinden ısı enerjisinin aktarılması nedeniyle eşit bir sıcaklığa ulaşana kadar bir dengeye ulaştığı andır.
Mutlak termometrik ölçekler
Mutlak sıcaklık: Kelvin derece olarak ölçülen her molekülün ortalama kinetik enerjisinin ölçüsüdür.
Santigrat: Suyun 1 atmosferdeki erime noktası (0 °C) ve kaynama noktası (100 °C) baz alınarak sıcaklık dereceleri cinsinden yapılan ölçümdür.
Fahrenhayt: Erime noktası için (32 ° F) ve suyun 1 atmosferdeki kaynama noktası için (212 ° F) önerdiği sıcaklık derecesi ölçüsüdür.
Kelvin: Elde edilebilecek en düşük sıcaklığa (mutlak sıfır) dayanır ve - 273 °C = 0 °K'ye karşılık gelir ve ölçeği Santigrat'tır.
Sıralama: Bir vücutta elde edilebilecek en düşük sıcaklığa dayanır (mutlak sıfır), ancak bu durumda ölçek Fahrenheit derecesiyle aynı olacaktır ve - 460 ° F = 0 ° R'ye karşılık gelir.

DÖNÜŞÜM ÖRNEĞİ:

Hastanedeki bir hasta 40 ° C vücut sıcaklığına ulaştı, bu sıcaklığı Fahrenheit, Rankine ve Kelvin derecelerinde bilmek istiyorsunuz.
İlk olarak santigrat derece ile diğer ölçekler arasındaki ilişki belirlenir.
°K = °C + 273 = 40 + 273 = 313 °K
° F = 9/5 (° K -273) + 32 = 9/5 (313 -273) + 32 = 104 ° F
° R = ° F + 460 = 104 + 460 = 564 ° R
Sıcak: Farklı bir sıcaklığa sahip olduğunda bir vücuttan diğerine geçen enerjidir. Isı nedendir ve sıcaklık sonuçtur. Birimleri şunlardır:
Kalori: Bir gram suyun sıcaklığını 1°C yükseltmek için gereken ısı miktarı.
Kilokalori: Bir kilogram suyun sıcaklığını 1°C yükseltmek için gerekli ısı.
BTU: Bir pound suyun sıcaklığını 1 ° F yükseltmek için ısı miktarı.
Joule: Isının mekanik eşdeğeri olarak bilinir ve şuna eşittir: 1 cal = 4.18 J
Özgül ısı kapasitesi: Bir vücudun desteklediği veya yayabileceği ısı miktarıdır.
Özısı: Kütle biriminin sıcaklığını 1 °C artırmak için uygulanan gerekli ısıdır.
Gizli ısı: Durumunu değiştirmek için dönüşüm sıcaklığında bir maddenin kg'ına verilmesi gereken ısıdır.
Q = kal
m = kg
C_ben = kcal / kg
C_ben= S / m

GİZLİ ISI PROBLEMİ ÖRNEĞİ:

12 m mesafede 245 N'luk bir kuvvet üreten 2,3 kg kütleli bir cismin gizli ısısını hesaplayın.
İlk önce yapılan işi belirleyin.

W = Fd = (245 N) (12 m) = 2490 J
İş Joule cinsinden elde edildiğinde, aşağıdaki ilişki ile kaloriye dönüştürülür:

1 kal - 4,81 J
x kal - 2490 J

x kal = (1 kal) (2490 J) /4,81 J = 517,64 kal

Son olarak, ısının sonucu gizli ısı denklemine ikame edilir:

C_ben= Q / m = 517,67 cal / 2,3 kg = 225,03 cal / kg

Füzyon ısısı: Katı bir maddenin birim kütlesini eritmek için gereken ısı enerjisi miktarıdır. Bu aynı miktarda ısı, madde katılaştığında yayılmalıdır.
Buharlaşma ısısı: Bir kütle biriminde bulunan molekülleri ayırmak ve maddeyi sıvı fazdan buhar fazına dönüştürmek için gereken enerji miktarıdır.