12 Lmpenergia on aineen rakenneosasten liikett Tavoitteet ja

12. Lämpöenergia on aineen rakenneosasten liikettä Tavoitteet ja sisältö - lämpöenergia, lämpötila, celsius- ja kelvinasteikot, ominaislämpökapasiteetti - ominaislämpökapasiteettilaskut Sähköisen oppimisen edelläkävijä | www. e-oppi. fi

Lämpöenergia • Lämpöenergia on aineen rakenneosasten liike -energiaa – Rakenneosaset voivat olla atomeja, molekyylejä tai ioneja – Niiden liike on lämpöliikettä 2/22/2021 2

Lämpötila • kuvaa aineen rakenneosasten liikettä • mitataan lämpömittareilla – Erilaisia mittareita: neste-, kaksoismetalli-, digitaalinen, infrapunalämpömittari • Celiusasteikon peruspisteet ovat 0 C ja 100 C • Kelvinasteikossa alin lämpötila 0 K = 273 C – Muutos yhtä suuri molemmissa asteikoissa

Ominaislämpökapasiteetti • Kuvaa aineen energianvarastointikykyä

Ominaislämpökapasiteetti • Lasketaan kaavalla: – E = c · m · Δt, missä • • E = energian määrä, k. J c = Aineen ominaislämpökapasiteetti, k. J/(kg · C) m = massa, kg Δt = lämpötilan muutos = loppulämpötila – alkulämpötila, C

Laskuesimerkki 1 • Mikä on loppulämpötila, kun 2, 0 kg 45 C vettä ja 4, 0 kg 75 C vettä yhdistetään? Ratkaisu: Periaate: Lämpimän veden luovuttama lämpöenergian määrä on yhtä suuri kuin kylmän veden vastaanottama lämpöenergian määrä. Loppulämpötila voidaan laskea käyttämällä painotettua keskiarvoa:

Laskuesimerkki 2 • Kuinka paljon energiaa tarvitaan, kun 10, 0 kg 25 C vettä lämmitetään kiehuvaksi? Ratkaisu: m = 10, 0 kg Δt = 75 C c = 4, 19 k. J/(kg · C) E = c · m · Δt = 4, 19 k. J/(kg · C) · 10, 0 kg · 75 C = 3142, 5 k. J 3100 k. J = 3, 1 MJ

Laskuesimerkki 3 • Kuinka paljon energiaa vapautuu, kun 850 kg rautaa jäähtyy 1500 C Ratkaisu: m = 850 kg Δt = 1500 C c = 0, 450 k. J/(kg · C) E = c · m · Δt = 0, 450 k. J/(kg · C) · 850 kg · 1500 C = 573750 k. J 570000 k. J = 570 MJ

Sähköä oppimiseen! www. oppi. fi 9