比熱容公式求時間的一般表達式為:t = (ΔQ/cm) × △t,其中t表示時間,ΔQ表示熱量變化,c表示比熱容,m表示質量,△t表示溫度變化。
這個公式適用于求在一定質量、一定溫度變化、一定熱源和一定熱傳導路徑的情況下,熱量的時間變化所需要的時間。具體來說,如果熱量Q隨時間均勻增加,那么時間t就是熱量變化ΔQ除以比熱容c與質量m的乘積再乘以溫度變化△t所得的結果。
這個公式可以應用于許多物理和化學過程,例如熱傳導、化學反應等。在某些情況下,時間t可能是一個復雜的時間函數,需要使用數值方法進行求解。
問題:一個容器中裝有1升溫度為25℃的水,現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·℃),求需要多長時間才能將水加熱到指定溫度?
解:
設需要加熱的水的質量為m千克。
根據比熱容公式:熱量 = 質量 × 比熱容 × 溫度變化,可得:
初始熱量 = 初始溫度 × 水質量 = 25℃ × m = 25m
最終熱量 = 最終溫度 × 水質量 = 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
移項得:
40m = 65 - 初始熱量
時間 = 初始熱量 / (水的比熱容 × 需要加熱的水的質量) = (初始溫度 - 最終溫度) / (水的比熱容 × 需要加熱的水的質量)
帶入數據可得:
時間 = (25 - 65) / (4.2 × 103 × 1) = 0.1小時
所以,需要0.1小時才能將水加熱到指定溫度。