Q=N*S*T

Q=W*S/C*T

Квашеная капуста, UPC: 812711023 113 весит 254 грамма на метрическую чашку или 8,5 унций на чашку в США и содержит 17 калорий на 100 граммов (≈3,53 унции) [вес к объему | объем к весу | цена | плотность ]

7867 продукты, содержащие золы . Список этих продуктов, начиная с самого высокого содержания золы и с самым низким содержанием золы

Гравий, вещества и масла

Карибское море, пресная вода, растворимый аквариум, Рио-Гранде весит 1 601,85 кг/м³ (100,00023 фунта/фут³) с удельный вес 1,60185 относительно чистой воды. Подсчитайте, сколько этого гравия требуется для достижения определенной глубины в цилиндрическом, четвертьцилиндрическом или прямоугольном аквариуме или пруду [вес к объему | объем к весу | цена ]

Нептуний, гамма-форма [Np] весит 18 000 кг/м³ (1 123,70329 фунтов/фут³)  [ масса к объему | объем к весу | цена | моль к объему и весу | масса и молярная концентрация | плотность ]

Преобразование объема в вес, веса в объем и стоимости для Арахисовое масло с температурой в диапазоне от 10°C (50°F) до 140°C (284°F)

Веса и измерения

A пикометр на час в квадрате (pm/h²) — производная метрическая единица измерения ускорения SI (System International)

 Электрический ток — это движение электрически заряженных частиц внутри проводников или в пространстве.

таблица преобразования т/метрическая чайная ложка в т/жидкая унция, конвертер единиц т/метрическая чайная ложка в т/жидкая унция или конвертация между всеми единицами измерения плотности.

Калькуляторы

Калькулятор стоимости электроэнергии в часах, днях, неделях, месяцах и годах

Как рассчитать тепло, получаемое калориметром

В какой-то момент своей жизни вы, наверное, задавались вопросом, что такое калорий после просмотра этикетки с информацией о питании для данного продукта. Помимо того, что многим людям нравится видеть более низкие цифры, когда они сканируют такие этикетки, что такое калория?

И каким образом «калории» добавляют массу живым системам, если это действительно так? И как вы можете быть уверены, что количество калорий, указанное для данного продукта — будь то успокаивающее или удручающее значение — было точно определено?

Тепло — одно из многих свойств окружающего мира, которое вы, вероятно, можете хорошо описать несколькими правильно подобранными словами, но в физических науках оно имеет более узкое значение. Калория является мерой тепла, как и джоуль (Дж) и британская тепловая единица (БТЕ). Изучение теплообмена — это раздел физической науки, известный как калориметр , который, в свою очередь, опирается на устройства, называемые калориметрами .

Интуитивно вам может показаться странным, что охлажденные или замороженные продукты, такие как мороженое и чизкейк, могут содержать много того, что считается теплом, в маленькой порции. Кроме того, если калории каким-то образом превращаются в тепло, не должны ли продукты, которые содержат больше тепла, на самом деле приводить к потере веса, а не к увеличению массы тела?

Это хорошие вопросы, и после того, как вы прочтете оставшуюся часть этой статьи, у вас будут ответы на эти и многие другие вопросы, которые вы сможете взять с собой в следующую калориметрическую лабораторию или на обсуждение спортивного питания.

Что такое тепло в физике?

Тепло можно рассматривать главным образом как тепловую энергию. Как и другие формы энергии, она имеет единицы измерения джоулей (или эквивалент в единицах, отличных от СИ). Теплота является неуловимой величиной, поскольку ее трудно измерить напрямую. Вместо этого изменения температуры в контролируемых экспериментальных условиях можно использовать для определения того, получает ли система тепло или теряет тепло.

Тот факт, что тепло рассматривается как энергия, означает, что его отслеживание является математически простым делом, даже если эксперименты иногда затрудняют установление условий, при которых никакая тепловая энергия не ускользает и не поддается измерению. Но из-за фундаментальных реалий, таких как закон сохранения энергии, табулирование тепла в принципе довольно просто.

Материалы обладают разной устойчивостью к изменению температуры, когда заданное количество тепла добавляется к фиксированному количеству этого вещества. То есть, если вы возьмете 1 кг вещества А и 1 кг вещества В и добавите к каждому из них одинаковое количество теплоты, при этом теплота не будет покидать ни одну из систем , то температура А может увеличиться только на одну пятую по сравнению с так же, как температура вещества B.

Это будет означать, что вещество А имеет удельную теплоемкость в пять раз больше, чем вещество А, понятие, которое будет подробно рассмотрено ниже.

Единицы теплоты и «калория»

«Калория», указанная на этикетке, на самом деле является килокалорией или ккал. Так что на самом деле в обычной банке сладких газированных напитков содержится около 120 000 калорий, что условно выражается как калория в повседневном общении.

• Калор — это латинское слово, достаточно уместно обозначающее тепло.

Калория эквивалентна примерно 4,184 Дж, что означает, что ккал, рассматриваемые как калории на этикетках продуктов питания, равны 4184 Дж или 4,184 кДж. Скорость расхода энергии (джоулей в секунду) в физике называется мощностью, а единицей СИ является ватт (Вт), равный 1 Дж/с. Таким образом, одного ккал достаточно для питания системы, работающей на мощности от 0,35 до 0,4 кВт (350 Дж/с) в течение примерно 12 секунд:

P = E/t, поэтому t = E/P = 4,186 кДж/( 0,35 кДж/с) = 12,0.

• Тренированный спортсмен на выносливость, такой как велосипедист или бегун, способен поддерживать такую ​​выходную мощность в течение длительных периодов времени. Теоретически, 100-калорийный (100-ккал) энергетический напиток может заставить олимпийского шоссейного велосипедиста или марафонца пробежать примерно 100 раз по 12 секунд или 20 минут. Поскольку человеческая система не на 100 процентов механически эффективна, ей фактически требуется более 300 ккал, чтобы работать с почти полной аэробной производительностью в течение такого длительного времени.
  

калорий определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Одна из проблем заключается в том, что существует небольшое изменение c воды в зависимости от температуры в диапазоне температур, при которых H ₂ O является жидкостью. «Удельный» в «удельной теплоемкости» относится не только к конкретным материалам, но и к определенной температуре.

Определение теплоемкости и удельной теплоемкости

Технически термины «теплоемкость» и «удельная теплоемкость» означают разные вещи, хотя в менее строгих источниках вы можете видеть, что они взаимозаменяемы.

Теплоемкость, при первоначальном употреблении, относилась просто к количеству тепла, необходимому для нагрева всего объекта (который может быть сделан из нескольких материалов) на заданную величину. Удельная теплоемкость относится к количеству тепла, необходимому для повышения температуры 1 грамма определенного материала на 1 градус Цельсия или Кельвина (°C или K).

• Хотя температурные шкалы Цельсия и Кельвина не совпадают, они различаются на фиксированную величину, так как °C + 273 = K, где K не может быть отрицательным. Это означает, что данное численное изменение температуры в одной шкале вызывает такую ​​же величину изменения в другой шкале, в отличие от взаимных преобразований Фаренгейта-Цельсия.

Вместо того, чтобы сокращать «удельную теплоемкость» до «теплоемкости», вместо этого используйте термин удельная теплоемкость , как принято в авторитетных источниках.

Что такое калориметрия?

Целью калориметра является улавливание тепла, выделяемого в некоторых процессах, таких как экзотермическая химическая реакция, которое в противном случае было бы потеряно в окружающую среду. Когда известны изменение температуры системы, а также масса и удельная теплоемкость калориметрического узла, можно определить количество тепла, переданного в систему в результате процесса. Примеры приведены в следующем разделе.

Калориметр может быть изготовлен из различных материалов при условии, что они являются изолирующими (т. е. не пропускают тепло; этот термин также используется в электромагнетизме для обозначения сопротивления переносу электрического заряда).

Одна из распространенных версий может быть сделана из стаканчика из пенопласта и хорошо подогнанной крышки. В этом калориметре в виде кофейной чашки в качестве растворителя обычно используется вода, а термометр и (при необходимости) палочка для перемешивания плотно вставляются в небольшие отверстия в крышке чашки.

Формула калориметрии

Изменение теплоты замкнутой системы (положительное по определению в случае калориметра) определяется произведением массы системы, теплоемкости калориметра и изменения температуры система:

Q = mC∆T

Где:

• Q = выделенное тепло (равное поглощенному – выделенному) в джоулях (Дж)
• m = масса в килограммах (кг)
• c = удельная теплоемкость в Дж/кг⋅°C (или Дж/кг⋅K)
• ∆T = изменение температуры в °C (или K)

Тепло, выделяющееся в результате любой экзотермической (выделяющей тепло) химической реакции, протекающей в калориметре, обычно рассеивается в окружающей среде. Это потеря, связанная с изменением термодинамической величины, известной как энтальпия , которая описывает как внутреннюю энергию системы, так и изменения отношения давления к объему в системе. Вместо этого это тепло задерживается между растворителем и крышкой чашки.

Ранее была введена идея сохранения энергии. Так как теплота, поступающая в калориметр, должна быть равна теплоте, выделяемой системой внутри калориметра, состоящей из самих реагентов и продуктов, то знак изменения теплоты для этой системы отрицательный и имеет ту же величину, что и теплота, полученная калориметром.

Вышеупомянутые и связанные с ними заявления предполагают, что из калориметра не выделяется тепло или выделяется незначительное количество тепла. Тепло перемещается от более теплых к более холодным областям, когда изоляция отсутствует, поэтому без надлежащей изоляции тепло будет покидать узел калориметра в окружающую среду, если только температура окружающей среды не выше температуры калориметра.

Некоторые распространенные удельные теплоемкости

В следующей таблице приведены значения удельной теплоемкости в Дж/кг⋅°C некоторых часто встречающихся элементов и соединений.

Обратите внимание, что вода обладает необычно большой теплоемкостью. Возможно, нелогично, что грамм воды нагревается менее чем на одну десятую от температуры грамма воды при таком же количестве добавочного тепла, но это важно для жизни на планете.

Вода составляет примерно три четверти вашего тела, что позволяет вам переносить значительные перепады температуры окружающей среды. В более широком смысле океаны действуют как резервуары тепла, помогая стабилизировать температуру во всем мире.

Теплоемкость калориметра

Теперь вы готовы к некоторым расчетам с использованием калориметров.

Пример 1: Сначала рассмотрим простой случай, когда грамм гидроксида натрия (NaOH) растворяют в 50 мл воды при 25 °C. Принять теплоемкость воды при этой температуре равной 4,184 Дж/кг⋅°C и считать, что 50 мл воды имеют массу 50 грамм или 0,05 кг. Какое количество теплоты получит калориметр, если температура раствора повысится до 30,32 °С?

Q = mc∆T = (0,05 кг)(4,184 кДж/кг⋅°C)(30,32 − 5,32 °C)

= 1,113 кДж или 1,113 Дж.