نکات مهم فرمول گرما فیزیک دهم Q=mcΔθ

درفصل چهارم فیزیک دهم در مورد فرمول گرما و دما صحبت شده است به یک بیان ساده میشه گفت در اثر اختلاف دما ، گرما از جسم گرم تر به جسم خنک تر منتقل میشه ، فرمول‌های گرما رو میشه به دو بخش کلی تقسیم کرد
دسته اول حالتی هست که به یک جسم مثلا به آب 20 درجه حرارت می دهیم و دمای جسم بالا میره
دسته دوم حالتی هست که مثلا به یخ صفر درجه حرارت می دهیم و یخ صفر درجه تبدیل به آب صفر درجه می شود یعنی دمای جسم بالا نمی رود بلکه حالت ماده از جامد به مایع تغییر می کند ، فرمول های هر بخش رو بصورت جداگانه با ذکر چند مثال بررسی می کنیم…

بررسی فرمول گرما با افزایش دما Q=mcΔθ

در واقع به یه تعبیر دیگه اگه حالت یک ماده تغییر نکنه در اثر دریافت گرما دمای جسم بالاتر می رود که فرمول گرما در این حالت به صورت Q=mcΔθ هست ، در فرمول گرما Q معرف گرما ، m معرف جرم ، c معرف ظرفیت گرمایی ویژه و Δθ معرف تغییرات دما هست.
دقت کنین بجای ظرفیت گرمایی ویژه c در فرمول گرما میشه از حاصل ضرب C = mc، یعنی از حاصل ضرب جرم در ظرفیت گرمایی ویژه استفاده کرد یعنی در این حالت فرمول گرما به صورت Q=CΔθ بازنویسی میشه، در این حالت در فرمول گرما بجای نماد c کوچک از نماد C بزرگ استفاده میشه و به C بزرگ ظرفیت گرمایی گفته میشه به خلاصه مطالبی که گفته شد در قالب یک جدول دقت کنید.

Q = mcΔθ فرمول گرما	Q گرما	m جرم	c ظرفیت گرمای ویژه	Δθ تغییر دما
Q = CΔθ فرمول گرما	——	——	C ظرفیت گرمایی	—–

مثال ) به جسمی به جرم 2kg گرما می دهیم اگر در این حالت دمای جسم 20c^o بالا رود در این حالت اگر ظرفیت گرمایی ویژه جسم 4000J/kg.Δθ باشد ، مقدار گرمای جسم را محاسبه کنید.

Q=mcΔθ = 2 × 4000 × 20 = 160,000 J = 160 KJ

دقت کنید که از فرمول گرما در قالب نمودار هم میشه سوال داد و غیر اون میشه سوالات مبحث دما و گرما رو با فرمول توان ادغام کرد. ( یادآوری : توان یعنی توانایی انجام یک کار یعنی انرژی تقسیم بر زمان P=Q/t )

2 ) بررسی فرمول گرما با تغییر حالت ماده

همونطوری که در ابتدای این پست اشاره کردیم اگر به یک یخ صفر درجه سلسیوس حرارت بدهیم تبدیل به آب صفر درجه میشه یعنی حرارتی که دادیم باعث افزایش دما نمیشه بلکه باعث میشه تا ساختار بلوری یخ شکسته بشه و از حالت جامد به حالت مایع تبدیل بشه ، بنابراین همیشه حرارت دادن باعث افزایش دما نمیشه بلکه گاهی باعث میشه ماده مورد نظر ما تغییر حالت بده به عنوان یک مثال دیگه اگر به آب ۱۰۰ درجه سلسیوس به اندازه کافی حرارت بدهیم تبدیل به بخار آب ۱۰۰ درجه میشه ، یعنی در این حالت هم دمای قبل و بعد از حرارت دادن دقیقا 100c^o بوده پس دمای جسم بالا نرفته است بلکه در این حالت مایع به بخار تبدیل شده است یعنی حرارت داده شده باعث تغییر حالت ماده شده است ، در این حالت فرمول گرما به فرم های زیر تبدیل می شوند.

تو فرمول های بالا  L_f معرف گرمای نهان ذوب و  L_v  معرف گرمای نهان تبخیر هستش.