फ़ॉर्मूला
Q = m × c × ΔT
- Q: ली गई (धनात्मक) या छोड़ी गई (ऋणात्मक) ऊष्मा, जूल में
- m: द्रव्यमान, ग्राम में
- c: विशिष्ट ऊष्मा, 1 g को 1 °C गर्म करने के लिए ज़रूरी ऊष्मा, J/(g·°C) में
- ΔT: अंतिम तापमान घटा शुरुआती तापमान। 1 °C का बदलाव 1 K के बदलाव के बराबर है, इसलिए ΔT के लिए दोनों में से कोई भी इकाई चलेगी।
दूसरे रूप: c = Q ÷ (m × ΔT), m = Q ÷ (c × ΔT) और ΔT = Q ÷ (m × c)।
उदाहरण: पानी गर्म करना
250 g पानी को 20 °C से 80 °C तक गर्म करने में कितनी ऊष्मा लगेगी? Q = 250 × 4.184 × (80 − 20) = 62,760 J, यानी 62.8 kJ।
उदाहरण: धातु पहचानना
100 g धातु का टुकड़ा 40 °C ठंडा होते हुए 1,800 J छोड़ता है। c = 1,800 ÷ (100 × 40) = 0.45 J/(g·°C), जो लोहे से मेल खाता है।
उदाहरण: कैलोरीमीटर का सवाल
100.0 °C पर 50.0 g धातु का नमूना 20.0 °C पर 100.0 g पानी में डाला जाता है, और दोनों 23.5 °C पर पहुँचते हैं। धातु जितनी ऊष्मा खोती है, पानी उतनी पाता है:
- पानी: Q = 100.0 × 4.184 × (23.5 − 20.0) = 1,464 J।
- धातु: ΔT = 100.0 − 23.5 = 76.5 °C।
- c = 1,464 ÷ (50.0 × 76.5) = 0.383 J/(g·°C), तांबे के करीब।
आम पदार्थों की विशिष्ट ऊष्मा
| पदार्थ | c, J/(g·°C) |
|---|---|
| पानी (द्रव) | 4.184 |
| बर्फ़ | 2.09 |
| भाप | 2.01 |
| एथेनॉल | 2.44 |
| एल्युमिनियम | 0.897 |
| काँच | 0.84 |
| लोहा | 0.449 |
| तांबा | 0.385 |
| सीसा | 0.129 |
Q = mcΔT कब लागू नहीं होता
यह फ़ॉर्मूला सिर्फ़ एक ही अवस्था के भीतर तापमान के बदलाव पर लागू होता है। बर्फ़ पिघलते या पानी उबलते समय ऊष्मा अंदर जाती है पर तापमान नहीं बदलता, इसलिए तब गुप्त ऊष्मा लें: बर्फ़ पिघलाने के लिए लगभग 334 J/g और पानी उबालकर भाप बनाने के लिए 2,260 J/g। −10 °C की बर्फ़ को 110 °C की भाप बनाने में पाँच चरण हैं: बर्फ़ गर्म करें, पिघलाएँ, पानी गर्म करें, उबालें, भाप गर्म करें। विशिष्ट ऊष्मा तापमान के साथ भी थोड़ी बदलती है, जो सिर्फ़ बड़े तापमान दायरों में मायने रखता है।
कैलकुलेटर
विशिष्ट ऊष्मा कैलकुलेटर Q = mcΔT को चारों में से किसी भी मात्रा के लिए हल करता है, और आम पदार्थ उसमें पहले से हैं।