比熱容公式求時(shí)間的一般表達(dá)式為:t = (ΔQ/cm) × △t,其中t表示時(shí)間,ΔQ表示熱量變化,c表示比熱容,m表示質(zhì)量,△t表示溫度變化。
這個(gè)公式適用于求在一定質(zhì)量、一定溫度變化、一定熱源和一定熱傳導(dǎo)路徑的情況下,熱量的時(shí)間變化所需要的時(shí)間。具體來說,如果熱量Q隨時(shí)間均勻增加,那么時(shí)間t就是熱量變化ΔQ除以比熱容c與質(zhì)量m的乘積再乘以溫度變化△t所得的結(jié)果。
這個(gè)公式可以應(yīng)用于許多物理和化學(xué)過程,例如熱傳導(dǎo)、化學(xué)反應(yīng)等。在某些情況下,時(shí)間t可能是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)間函數(shù),需要使用數(shù)值方法進(jìn)行求解。
問題:一個(gè)容器中裝有1升溫度為25℃的水,現(xiàn)在要將這些水加熱到65℃。已知水的比熱容為4.2×103焦耳/(千克·℃),求需要多長(zhǎng)時(shí)間才能將水加熱到指定溫度?
解:
設(shè)需要加熱的水的質(zhì)量為m千克。
根據(jù)比熱容公式:熱量 = 質(zhì)量 × 比熱容 × 溫度變化,可得:
初始熱量 = 初始溫度 × 水質(zhì)量 = 25℃ × m = 25m
最終熱量 = 最終溫度 × 水質(zhì)量 = 65℃ × m = 65m
由于熱量守恒,初始熱量 = 最終熱量,可得:
25m = 65m - 初始熱量
移項(xiàng)得:
40m = 65 - 初始熱量
時(shí)間 = 初始熱量 / (水的比熱容 × 需要加熱的水的質(zhì)量) = (初始溫度 - 最終溫度) / (水的比熱容 × 需要加熱的水的質(zhì)量)
帶入數(shù)據(jù)可得:
時(shí)間 = (25 - 65) / (4.2 × 103 × 1) = 0.1小時(shí)
所以,需要0.1小時(shí)才能將水加熱到指定溫度。