Wenn wir über das Erhitzen von Wasser sprechen, meinen wir normalerweise, dass sich seine Temperatur unter dem Einfluss von Wärme ändert. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie viele Grad 6 Liter Wasser mit 300 KJ Energie aufwärmen können.
Lassen Sie uns zuerst verstehen, was ein KJ ist. Es ist eine Maßeinheit für die Energie im Internationalen System (SI). 1 KJ entspricht 1000 Joule. Die zum Erhitzen des Wassers verbrauchte Wärme kann in KJ oder Joule gemessen werden.
Um zu berechnen, wie viele Grad 6 Liter Wasser mit der verbrauchten Energie von 300 KJ erhitzt werden, müssen wir die Wärmekapazität des Wassers kennen. Die Wärmekapazität bezeichnet die Menge an Wärme, die zum Erhitzen eines Stoffes um 1 Grad Celsius aufgewendet werden muss. Für Wasser beträgt die Wärmekapazität etwa 4,18 J/(g *°C).
Wassererwärmungsgeschwindigkeit unter bestimmten Bedingungen
Der Wärmekapazität wird normalerweise mit dem Buchstaben C bezeichnet und in Joule pro Gramm-Grad Celsius (J / (g · ° C)) oder in Kilojoule pro Kilogramm-Grad Celsius (KJ / (kg · ° C)) gemessen. Im Falle von Wasser beträgt seine Wärmekapazität ungefähr 4,18 KJ / (kg · ° C). Dies bedeutet, dass es erforderlich ist, 4,18 Kilojoule Energie zu verbrauchen, um 1 kg Wasser um ein Grad Celsius zu erhitzen.
Wenn man bedenkt, dass es 6 Liter Wasser gibt, wird sein Gewicht 6000 Gramm betragen (1 Liter Wasser entspricht 1000 Gramm). Die Wärmekapazität von 6 Litern Wasser beträgt:
wobei Q die verbrauchte Energie ist, ΔT die Temperaturänderung.
Durch Ersetzen bekannter Werte können Sie ΔT definieren:
300 KJ = 4,18 KJ/(kg*°C) * 6 kg * ΔT
ΔT = 300 KJ / (4,18 KJ/(kg·°C) * 6 kg) ≈ 11,96 °C
Somit wird das Wasser bei einer verbrauchten Energie von 300 Kilojoule und einem Volumen von 6 Litern um etwa 11,96 Grad Celsius erhitzt.
Wärmeaustausch und Energie Wasser-Energie
Die Formel wird verwendet, um die Menge an Wärme zu berechnen, die Wasser absorbiert oder abgibt:
Q = mcΔT
- Q - Wärmemenge,
- m ist die Masse der Substanz (in diesem Fall Wasser),
- c - spezifische Wärmekapazität des Stoffes,
- ΔT ist eine Temperaturänderung.
Daher kann diese Formel verwendet werden, um die Menge an Wärme zu bestimmen, die benötigt wird, um 6 Liter Wasser um eine bestimmte Anzahl von Grad zu erhitzen.
Vorausgesetzt, 1 Liter Wasser hat eine Masse von etwa 1 kg, für unseren Fall beträgt die Wassermasse 6 kg.
Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt etwa 4,18 J / Deg.
Um also die Menge an Wärme zu berechnen, die benötigt wird, um 6 Liter Wasser um eine bestimmte Anzahl von Grad zu erhitzen, müssen Sie die Wassermasse mit der spezifischen Wärmekapazität und der Temperaturänderung multiplizieren, dh:
Q = (6 kg) * (4,18 J/Deg) * ΔT
Für dieses Beispiel wurden 300 KJ Energie zum Erhitzen von Wasser verbraucht. Daher kann der Wärmewert so geschrieben werden:
300 KJ = (6 kg) * (4,18 J/deg) * ΔT
Indem Sie die Werte in die Gleichung einfügen, können Sie sie relativ zu ΔT lösen und bestimmen, wie viel Grad das Wasser erhitzt hat.
Wärmemenge und Änderung der Wassertemperatur
Sie können eine Formel verwenden, um die Menge an Wärme zu berechnen, die von einer Substanz erhalten oder verloren wird:
- Q - Wärmemenge (in Joule oder Kalorien);
- m - die Masse der Substanz (in Kilogramm);
- c ist die spezifische Wärmekapazität des Stoffes (in Joule pro Grad pro Kilogramm oder Kalorien pro Grad pro Gramm);
- ΔT - Temperaturänderung (in Grad Celsius).
In diesem Fall kennen wir die Masse der Substanz (6 Liter Wasser) und die verbrauchte Energie (300 KJ), um die Anzahl der Grad zu finden, für die das Wasser erhitzt wurde.
Lassen Sie uns zu den Zählungen übergehen. Angenommen, die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,186 J/(g ·°C) (dieser Wert entspricht der spezifischen Wärmekapazität von Wasser bei 25°C).
| Dimension | Die Masse des Wassers | Wärmekapazität | Temperaturänderung | Wärmemenge |
|---|---|---|---|---|
| kg | 6 | 4,186 | ? | 300,000 |
Mit der Formel können wir die Temperaturänderung ausdrücken:
ΔT = 300,000 / (6 * 4.186)
Das heißt, 6 Liter Wasser wurden bei einer verbrauchten Energie von 300 KJ um etwa 119,9 Grad Celsius erhitzt.