8 lk Lämpöoppi

Lasku; ominaislämpökapasiteetti, massa ja lämpötilan muutos

Varastoituneen energian määrä voidaan laskea. Katso KAAVA oma kirja s. 152.

Teht.
Tiilitakka (m = 1600 kg) lämmitetään huoneenlämmöstä (20 °C)  85- asteiseksi. Laske takan varastoima lämpöenergia.
Tiiliskivien ominaislämpökapasiteetti on 0,80 kJ/(kg °C)




Vastaus:

ctiili = 0,80 kJ/(kg °C) ja m = 1600 kg
Δt = 85°C - 20 °C = 65 °C​

Q=cmΔt=0,80kJkg∘C⋅1600kg⋅ 65 0 C= 83200 kJ = 83,2 MJ

Ristikot

Erilliset monisteet opelta.
Tee ja tarkista.

Tehtäviä - lämpöenergia ja Ominaislämpökapasiteetti

1. Miksi kiukaassa käytetään kiviä eikä rautaromua?
2. Mikä on energian tunnus ja yksikkö?
3. Mitä tarkoittaa kJ?
4. Kun sekoitetaan yhtä paljon 80-asteista ja 20-asteista vettä, mikä on sekoituksen lämpötila?
5. Kun vettä lämmitetään, mitä tapahtuu sen lämpöenergialle?
6. Mikä on ominaislämpökapasiteetti?
7. Kuinka suuri on veden ominaislämpökapasiteetti? Mitä se tarkoittaa?
8. Mitkä asiat vaikuttavat varastoituneen energian määrään kappaletta lämmitettäessä?
9. Minkälaisia kiviä saunan kiukaassa käytetään? (Energian kannalta)
10. Mikä on alumiinin ominaislämpökapasiteetti?
11. Kuinka paljon tarvitaan energiaa 1 kg:n painoisen alumiinikappaleen lämmittämiseen yhden asteen verran? Entä 2 asteen? Ja vielä 10 asteen verran?
12. Kuinka paljon tarvitaan energiaa 2 kg painoisen alumiinikappleen lämmittämiseen yhden asteen verran? Entä 10 kiloisen alumiinikappaleen?
13. Keitinlaseissa on saman verran vettä ja etanolia. Molempia lämmitetään 10 asteen verran. Kumman lämmittämiseen tarvitaan enemmän energiaa?
(+) Miten veden suuri ominaislämpökapasiteetti vaikuttaa
a) ilmastoon 
b) ihmisen lämpötilaan
c) lämpöpatterin toimintaan?

Vastaukset perässä

1. Miksi kiukaassa käytetään kiviä eikä rautaromua? Kiuaskivet varastoivat lämpöä, eivätkä jäähdy kuten rautaromu.
2. Mikä on energian tunnus ja yksikkö? E ja J
3. Mitä tarkoittaa kJ? Kilojoule
4. Kun sekoitetaan yhtä paljon 80-asteista ja 20-asteista vettä, mikä on sekoituksen lämpötila? 50 asteista
5. Kun vettä lämmitetään, mitä tapahtuu sen lämpöenergialle? Se lisääntyy
6. Mikä on ominaislämpökapasiteetti? Energian varastoimiskyky
7. Kuinka suuri on veden ominaislämpökapasiteetti? Mitä se tarkoittaa? 4,19 kJ/kgC, 1kg massaisen vesimäärän lämmittämiseen yhden asteen verran tarvitaan 4,19 kJ energiaa.
8. Mitkä asiat vaikuttavat varastoituneen energian määrään kappaletta lämmitettäessä? Massa, lämpötilan nousu ja materiaali
9. Minkälaisia kiviä saunan kiukaassa käytetään? (Energian kannalta) sellaisia jotka varastoivat mahdollisimman paljon energiaa.
10. Mikä on alumiinin ominaislämpökapasiteetti? 0,9 kJ/kgC
11. Kuinka paljon tarvitaan energiaa 1 kg:n painoisen alumiinikappaleen lämmittämiseen yhden asteen verran? 0,9 kJ Entä 2 asteen? 1,8 kJ Ja vielä 10 asteen verran? 9kJ
12. Kuinka paljon tarvitaan energiaa 2 kg painoisen alumiinikappleen lämmittämiseen yhden asteen verran? 1,9 kJ Entä 10 kiloisen alumiinikappaleen? 9 kJ
13. Keitinlaseissa on saman verran vettä ja etanolia. Molempia lämmitetään 10 asteen verran. Kumman lämmittämiseen tarvitaan enemmän energiaa? Veden.
(+) Miten veden suuri ominaislämpökapasiteetti vaikuttaa
a) ilmastoon, keväällä lämpiää hitaasti ja syksyllä viilenee hitaasti
b) ihmisen lämpötilaan, lämpötila pysyy lähes samana niin saunassa kuin avannossakin, koska ihminen on suurimmaksi osaksi vettä
c) lämpöpatterin toimintaan? Veden varastoima suuri energiamäärä luovuttaa lämmön tasasesti huoneistoon.