HABA DIPINDAHKAN: FORMULA, CARA MENGIRA DAN MENYELESAIKAN LATIHAN - FIZIKAL - 2024

The haba dipindahkan adalah pemindahan tenaga antara dua badan pada suhu yang berbeza. Suhu yang lebih tinggi memberikan haba kepada suhu yang lebih rendah. Sama ada badan menyerah atau menyerap haba, suhu atau keadaan fizikalnya boleh berubah bergantung pada jisim dan ciri bahan dari mana ia dibuat.

Contoh yang baik adalah dalam secawan kopi yang mengukus. Sudu logam di mana gula diaduk memanas. Sekiranya dibiarkan dalam cawan cukup lama, kopi dan sudu logam akhirnya menyamai suhu mereka: kopi akan sejuk dan panas akan dipindahkan ke sudu. Sebilangan haba akan masuk ke persekitaran, kerana sistem ini tidak terlindung.

Kopi dan sudu berada dalam keseimbangan termal setelah beberapa ketika. Sumber: Pixabay.

Apabila suhu menjadi sama, keseimbangan terma telah tercapai.

Sekiranya anda melakukan ujian yang sama dengan satu sendok teh plastik, anda pasti akan menyedari bahawa ia tidak menjadi panas secepat logam itu, tetapi ia juga akhirnya akan seimbang dengan kopi dan semua yang ada di sekitarnya.

Ini kerana logam mengalirkan haba lebih baik daripada plastik. Sebaliknya, kopi menghasilkan haba pada kadar yang berbeza daripada coklat panas atau minuman lain. Jadi haba yang diberikan atau diserap oleh setiap objek bergantung pada bahan atau bahan apa yang terbuat dari itu.

Apa itu terdiri dan formula

Panas selalu merujuk kepada aliran atau transit tenaga antara satu objek dengan objek lain, kerana perbezaan suhu.

Itulah sebabnya kita membicarakan pemindahan haba atau penyerapan haba, kerana dengan menambahkan atau mengeluarkan haba atau tenaga dalam beberapa cara, adalah mungkin untuk mengubah suhu suatu elemen.

Jumlah haba yang dikeluarkan oleh objek terpanas biasanya dipanggil Q. Nilai ini berkadar dengan jisim objek itu. Tubuh dengan jisim yang besar mampu memberikan lebih banyak haba daripada yang lain dengan jisim yang lebih rendah.

Perbezaan suhu

Faktor penting lain dalam mengira pemindahan haba adalah perbezaan suhu yang dialami oleh objek yang memindahkan haba. Ia dilambangkan sebagai Δ T dan dikira sebagai berikut:

Akhirnya, jumlah haba yang dipindahkan juga bergantung pada sifat dan ciri objek, yang secara kuantitatif dirangkum dalam pemalar yang disebut haba spesifik bahan, dilambangkan sebagai c.

Jadi akhirnya ungkapan untuk haba yang dipindahkan adalah seperti berikut:

Perbuatan menyerah dilambangkan dengan tanda negatif.

Kapasiti haba dan haba bahan tertentu

Haba tentu ialah jumlah haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g bahan sebanyak 1 ºC. Ini adalah hak milik material. Unitnya dalam Sistem Antarabangsa adalah: Joule / kg. K (Joule antara kilogram x suhu dalam darjah Kelvin).

Kapasiti haba C adalah konsep yang dihubungkan, tetapi sedikit berbeza, kerana jisim objek terlibat. Kapasiti haba ditakrifkan seperti berikut:

Unit SInya adalah Joule / K. Jadi haba yang dibebaskan juga dapat dinyatakan sama seperti:

Bagaimana mengira?

Untuk mengira haba yang dipindahkan oleh objek, perlu mengetahui yang berikut:

- Haba tentu bahan yang memberikan haba.

- Jisim bahan tersebut

- Suhu akhir yang akan diperoleh

Nilai haba khusus untuk banyak bahan telah ditentukan secara eksperimen dan terdapat dalam jadual.

Kalori

Sekarang, jika nilai ini tidak diketahui, adalah mungkin untuk memperolehnya dengan bantuan termometer dan air di dalam bekas bertebat termal: kalorimeter. Gambar rajah peranti ini ditunjukkan dalam gambar yang menyertai latihan 1.

Sampel bahan direndam pada suhu tertentu dalam jumlah air yang sebelumnya telah diukur. Suhu akhir diukur dan haba tentu bahan ditentukan dengan nilai yang diperoleh.

Dengan membandingkan hasilnya dengan nilai-nilai tabulasi, dapat diketahui zat apa itu. Prosedur ini dipanggil kalorimetri.

Imbangan haba dilakukan dengan menjimatkan tenaga:

Q _menghasilkan + Q _{diserap = 0}

Latihan yang diselesaikan

Latihan 1

Sekeping tembaga 0.35 kg diperkenalkan pada suhu 150ºC dalam 500 mL air pada suhu 25º C. Cari:

a) Suhu keseimbangan akhir

b) Berapa banyak aliran haba dalam proses ini?

Data

Skematik kalorimeter asas: bekas air bertebat dan termometer untuk mengukur perubahan suhu. l Sumber: Dr. Tilahun Tesfaye

Penyelesaian

a) Tembaga memberikan haba semasa air menyerapnya. Oleh kerana sistem ini dianggap tertutup, hanya air dan sampel yang campur tangan dalam keseimbangan panas:

Sebaliknya, diperlukan untuk mengira jisim 500 mL air:

Dengan data ini, jisim air dikira:

Persamaan bagi haba dalam setiap bahan dibangkitkan:

Menyamakan hasil yang kita ada:

Ini adalah persamaan linear dengan satu yang tidak diketahui, yang penyelesaiannya adalah:

b) Jumlah haba yang mengalir adalah haba yang dipindahkan atau haba yang diserap:

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

Q _diserap = 2093 (32.56 - 25) J = 15823 J

Latihan 2

Sekeping tembaga 100 g dipanaskan dalam relau pada suhu T _o dan kemudian diletakkan dalam kalorimeter tembaga 150 g yang mengandungi 200 g air pada suhu 16 ° C. Suhu akhir sekali dalam keseimbangan ialah 38 º C. Apabila kalorimeter dan isinya ditimbang, didapati 1.2 g air telah menguap.Berapakah suhu awal T _o ?

Penyelesaian

Latihan ini berbeza dengan yang sebelumnya, kerana harus dipertimbangkan bahawa kalorimeter juga menyerap panas. Panas yang dikeluarkan oleh sekeping tembaga dilaburkan dalam semua perkara berikut:

- Panaskan air dalam kalorimeter (200 g)

- Panaskan tembaga dari mana kalorimeter dibuat (150 g)

- Sejat 1.2 gram air (tenaga juga diperlukan untuk perubahan fasa).

Oleh itu:

- 38.5. (38 - T _o ) = 22397.3

Panas yang diperlukan untuk membawa 1.2 g air hingga 100ºC juga dapat dipertimbangkan, tetapi jumlahnya agak kecil jika dibandingkan.

Rujukan

1. Giancoli, D. 2006. Fizik: Prinsip dengan Aplikasi. 6 ^th . Dewan Prentice Ed. 400 - 410.
2. Kirkpatrick, L. 2007. Fizik: Pandangan Dunia. 6 ^ta Penyuntingan disingkat. Pembelajaran Cengage. 156-164.
3. Rex, A. 2011. Asas Fizik. Pearson. 309-332.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fizik Universiti dengan Fizik Moden. 14 ^th . Ed. Jilid 1. 556 - 553.
5. Serway, R., Vulle, C. 2011. Asas Fizik. 9 ^na Pembelajaran Cengage.