Fizică • Căldură, lumină și electricitate • Temperatura și căldura
Căldura și schimbările de stare de agregare: Q = m · c · Δt
Diferența dintre căldură și temperatură, formula Q = m·c·Δt, căldura specifică a apei, topirea, solidificarea, vaporizarea, fierberea, condensarea și căldura latentă.
Pe scurt
- Căldura este energia transmisă de la corpul mai cald la cel mai rece. Se măsoară în jouli.
- Q = m · c · Δt; pentru apă c ≈ 4 180 J/(kg·K).
- Stările de agregare: solidă, lichidă, gazoasă. În timpul topirii sau fierberii, temperatura rămâne constantă.
Căldură și temperatură
Temperatura arată cât de cald este un corp; căldura este energia care trece de la un corp cald la unul rece, până când temperaturile se egalează (echilibru termic).
Q = m · c · Δt
- m – masa (kg); Δt – variația temperaturii (°C sau K);
- c – căldura specifică: câtă căldură trebuie ca 1 kg de substanță să se încălzească cu 1 °C. Apa: c ≈ 4 180 J/(kg·K) (foarte mare, de aceea marea se încălzește și se răcește încet).
Exemplu
Încălzim 2 kg de apă de la 20 °C la 50 °C: Q = 2 · 4 180 · 30 = 250 800 J ≈ 251 kJ.
Schimbările de stare
| Trecerea | Se numește | Exemplu |
|---|---|---|
| solid → lichid | topire | gheața se topește la 0 °C |
| lichid → solid | solidificare | apa îngheață |
| lichid → gaz | vaporizare (evaporare, fierbere) | rufele se usucă; apa fierbe la 100 °C |
| gaz → lichid | condensare | roua, aburul pe oglindă |
| solid → gaz | sublimare | naftalina, zăpada care „dispare” la ger |
| gaz → solid | desublimare | bruma, florile de gheață |
Pe durata topirii și a fierberii, temperatura nu crește: căldura primită este folosită pentru schimbarea stării (căldura latentă, Q = m · λ). Pentru gheață: λ ≈ 334 kJ/kg, deci 0,5 kg de gheață au nevoie de 167 kJ ca să se topească.
Exerciții
Alege răspunsul corect. După fiecare răspuns vezi explicația.
1. Câtă căldură trebuie ca 1 kg de apă să se încălzească cu 10 °C (c = 4 180 J/(kg·K))?
Explicație: Q = 1 · 4 180 · 10 = 41 800 J.
2. Cum se numește trecerea din lichid în solid?
Explicație: Lichid → solid: solidificare.
3. Cum se numește formarea rouei?
Explicație: Vaporii de apă devin lichid: condensare.
4. Ce se întâmplă cu temperatura apei în timp ce fierbe?
Explicație: Căldura este folosită pentru schimbarea stării.
5. În ce unitate se măsoară căldura?
Explicație: Căldura este o energie: se măsoară în jouli.
6. Trecerea directă din solid în gaz se numește:
Explicație: Solid → gaz: sublimare.