La thermodynamique est le domaine de la physique qui concerne la température, la chaleur et, en fin de compte, les transferts d'énergie. Bien que les lois de la thermodynamique puissent être un peu difficiles à suivre, la première loi de la thermodynamique est une simple relation entre le travail effectué, la chaleur ajoutée et le changement de l'énergie interne d'une substance. Si vous devez calculer un changement de température, il s'agit soit d'un simple processus de soustraction de l'ancienne température du nouveau, soit de la première loi, de la quantité d'énergie ajoutée sous forme de chaleur et de la capacité calorifique spécifique de la substance. question.

TL; DR (trop long; pas lu)

Un simple changement de température est calculé en soustrayant la température finale de la température initiale. Vous devrez peut-être convertir de Fahrenheit en Celsius ou vice versa, ce que vous pouvez faire en utilisant une formule ou une calculatrice en ligne.

Quand le transfert de chaleur est impliqué, utilisez cette formule: changement de température = Q /cm à calculer le changement de température à partir d'une quantité spécifique de chaleur ajoutée. Q
représente la chaleur ajoutée, c
est la capacité thermique spécifique de la substance que vous chauffez, et m
est la masse de la substance que vous chauffez

Quelle est la différence entre la chaleur et la température?

L'élément clé dont vous avez besoin pour calculer la température est la différence entre la chaleur et la température. La température d'une substance est quelque chose que vous connaissez dans la vie quotidienne. C'est la quantité que vous mesurez avec un thermomètre. Vous savez également que les points d'ébullition et les points de fusion des substances dépendent de leur température. En réalité, la température est une mesure de l'énergie interne d'une substance, mais cette information n'est pas importante pour l'élaboration du changement de température.

La chaleur est un peu différente. C'est un terme pour le transfert d'énergie à travers le rayonnement thermique. La première loi de la thermodynamique dit que le changement d'énergie est égal à la somme de la chaleur ajoutée et du travail effectué. En d'autres termes, vous pouvez donner plus d'énergie à quelque chose en la chauffant (en lui transférant de la chaleur) ou en la bougeant ou en la remuant physiquement (en y travaillant).

Simple changement des calculs de température

Le calcul de température le plus simple que vous puissiez avoir à faire consiste à déterminer la différence entre une température de départ et de fin. C'est facile. Vous soustrayez la température finale de la température de départ pour trouver la différence. Donc, si quelque chose commence à 50 degrés Celsius et se termine à 75 degrés C, le changement de température est de 75 degrés C - 50 degrés C = 25 degrés C. Pour les baisses de température, le résultat est négatif.

Le plus grand défi pour ce type de calcul se produit lorsque vous avez besoin de faire une conversion de température. Les deux températures doivent être Fahrenheit ou Celsius. Si vous en avez un de chaque, convertissez-en un. Pour passer de Fahrenheit à Celsius, soustraire 32 de la quantité en Fahrenheit, multiplier le résultat par 5, puis le diviser par 9. Pour convertir de Celsius en Fahrenheit, d'abord multiplier le montant par 9, puis le diviser par 5, et enfin ajouter 32 au résultat. Alternativement, utilisez simplement une calculatrice en ligne.

Calculer le changement de température du transfert de chaleur

Si vous faites un problème plus complexe impliquant un transfert de chaleur, il est plus difficile de calculer le changement de température. La formule dont vous avez besoin est:

Changement de température = Q /cm

Où Q
est la chaleur ajoutée, c
est la capacité calorifique spécifique de la substance, et m
est la masse de la substance que vous chauffez. La chaleur est donnée en joules (J), la capacité thermique spécifique est une quantité en joules par kilogramme (ou gramme) ° C, et la masse est en kilogrammes (kg) ou en grammes (g). L'eau a une capacité calorifique spécifique d'un peu moins de 4,2 J /g ° C, donc si vous augmentez la température de 100 g d'eau en utilisant 4 200 J de chaleur, vous obtenez:

Changement de température = 4200 J ÷ (4,2 J /g ° C × 100 g) = 10 ° C

L'eau augmente de 10 degrés Celsius. La seule chose dont vous devez vous rappeler est que vous devez utiliser des unités cohérentes pour la masse. Si vous avez une capacité thermique spécifique en J /g ° C, vous avez besoin de la masse de la substance en grammes. Si vous l'avez en J /kg ° C, vous avez besoin de la masse de la substance en kilogrammes.