90 likes | 247 Views
lämpöoppia eri lämpötila, eri aineet, loppulämpötila?. mikko rahikka 2011. erilaisia aineita sekoitetaan.
E N D
lämpöoppiaeri lämpötila, eri aineet, loppulämpötila? mikko rahikka 2011
erilaisia aineita sekoitetaan • Pohditaanpa sellaista tilannetta, että on kolmea eri lämpöistä ainetta on eri määrätesim. 1,0 kg alumiinia 12 °C lämpötilassa1,5 kg vettä 35 °C lämpötilassa ja2,0 kg hiekkaa 95 °C lämpötilassa. • Aineet sekoitetaan laitetaan samaan astiaan (lämpökapasiteetti on pieni). • Kuinka suuri on loppulämpötila?
Ratkaisu Tuo olikin alumiini! Lopputilanne 2 Alkutilanne 1
malli • Oletetaan, että astia ei vaikuta tilanteeseen (C ≈ 0 ) • Oletetaan, että energiaa ei vuoda ympäristöön eli kyseessä on eristetty systeemi. • Lisäksi tarvitaan oletus/tieto että tässä tilanteessa ei tapahdu olomuodon muutoksia. • T1 eli energia säilyy. • Merkitään T:llä loppulämpötilaa. Tällöin rautakappaleen lämpötilan muutos on T – T1.
kokonaisenergia ei muutu • Jos lasketaan yhteen jokaisen kappaleen energiamuutokset niin summaksi tulee 0, jos energiaa ei tule lisää tai se ei häviä. • Niinpä saadaan yhtälö
algebraa • Lasku osoittaa, että loppulämpötila on ominaislämpökapasiteettien ja massojen tulolla painotettu lämpötilan keskiarvo.
laskukonettakin tarvitaan • Vastaus: Loppulämpötila on noin 44 °C.
mitä jos astiallakin on merkitystä? • Jos astian alkulämpötila on T0 ja sen lämpökapasiteetti on C, niin saatu mallimme johtaa seuraavaan kaavaan (pohdi miksi). • Eli loppulämpötila on lämpökapasiteetilla painotettu keskiarvo.