विशिष्ट ऊष्मा कैलकुलेटर
Q = m·c·ΔT से किसी पदार्थ का तापमान बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा ऊर्जा की गणना करें। किसी भी राशि के लिए हल करें, 19 पदार्थ प्रीसेट में से चुनें, द्रव्यमान और ऊर्जा की इकाइयाँ बदलें, और ΔT सीधे या प्रारंभिक एवं अंतिम तापमान से दर्ज करें।
विशिष्ट ऊष्मा कैलकुलेटर
हल करने के लिए एक राशि चुनें, फिर बाकी तीन दर्ज करें। सब कुछ तुरंत अपडेट होता है।
परिणाम
विशिष्ट ऊष्मा कैलकुलेटर के बारे में
विशिष्ट ऊष्मा धारिता (c) किसी पदार्थ के एक किलोग्राम का तापमान एक केल्विन (या एक डिग्री सेल्सियस) बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है। यही पानी को ऊष्मा संचय में इतना अच्छा बनाता है: पानी की विशिष्ट ऊष्मा 4186 J/(kg·K) ताँबे (385) या लोहे (449) जैसी धातुओं से कहीं अधिक है, इसीलिए धातु का पैन कुछ सेकंड में गर्म हो जाता है जबकि उसके अंदर का पानी कई मिनट लेता है। अवस्था परिवर्तन के बिना तापमान परिवर्तन के लिए आवश्यक ऊष्मा Q = m·c·ΔT से दी जाती है, जहाँ Q जूल में ऊष्मा ऊर्जा है, m द्रव्यमान है, c विशिष्ट ऊष्मा है और ΔT तापमान परिवर्तन है। यह कैलकुलेटर समीकरण को हर दिशा में हल करता है — चार में से कोई तीन राशियाँ दें और यह चौथी ढूँढ़ता है — और इसमें 19 सटीक पदार्थ प्रीसेट, ग्राम या किलोग्राम में द्रव्यमान, जूल, किलोजूल या कैलोरी में ऊर्जा, तथा एक तापमान-परास मोड शामिल है जो प्रारंभिक और अंतिम तापमान से ΔT निकालता है। यह कैलोरीमिति के पीछे का मूल संबंध है, अर्थात रसायन विज्ञान, खाना पकाने, तापन और शीतलन तथा इंजीनियरिंग में प्रयुक्त ऊष्मा का प्रायोगिक मापन।
इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
- 1 चुनें कि क्या हल करना है: ऊष्मा ऊर्जा Q, द्रव्यमान m, विशिष्ट ऊष्मा c या तापमान परिवर्तन ΔT।
- 2 बाकी तीन मान दर्ज करें। c स्वतः भरने के लिए कोई पदार्थ प्रीसेट चुनें, आवश्यकतानुसार द्रव्यमान (g/kg) और ऊर्जा (J/kJ/cal) की इकाइयाँ बदलें, और प्रारंभिक एवं अंतिम तापमान से ΔT की गणना के लिए "T₁ → T₂ उपयोग करें" चालू करें।
- 3 उत्तर पढ़ें — ऊपर सूत्र, हल की गई राशि उजागर, और ऊष्मा J, kJ तथा cal में दर्शाई गई।
Q = mcΔT कैसे काम करता है
जब आप किसी पदार्थ में ऊष्मा जोड़ते हैं बिना उसे पिघलाए, उबाले या अन्यथा उसकी अवस्था बदले, तो सारी ऊर्जा उसका तापमान बढ़ाने में जाती है। मात्रा है: Q = m·c·ΔT जहाँ Q ऊष्मा (जूल) है, m द्रव्यमान (kg) है, c विशिष्ट ऊष्मा धारिता (J/(kg·K)) है और ΔT तापमान परिवर्तन है। चूँकि 1 K का परिवर्तन 1 °C के परिवर्तन के बराबर आकार का होता है, केल्विन में ΔT डिग्री सेल्सियस में ΔT के बराबर होता है — केवल परिवर्तन मायने रखता है, प्रारंभिक तापमान नहीं। सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करने से आप किसी भी राशि के लिए हल कर सकते हैं: • ऊष्मा: Q = m·c·ΔT • द्रव्यमान: m = Q / (c·ΔT) • विशिष्ट ऊष्मा: c = Q / (m·ΔT) • तापमान परिवर्तन: ΔT = Q / (m·c) उदाहरण के लिए, 1 kg पानी (c = 4186) को 10 K गर्म करने में Q = 1 × 4186 × 10 = 41,860 J = 41.86 kJ लगता है। पदार्थ के ठंडा होने पर बाहर बहने वाली ऊष्मा वही समीकरण है जिसमें ΔT ऋणात्मक होता है। यही ठीक वह सिद्धांत है जो कैलोरीमिति में प्रयुक्त होता है, जहाँ एक वस्तु द्वारा प्राप्त ऊष्मा दूसरी द्वारा खोई गई ऊष्मा के बराबर होती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
विशिष्ट ऊष्मा क्या है?
विशिष्ट ऊष्मा (या विशिष्ट ऊष्मा धारिता) किसी पदार्थ के एक किलोग्राम का तापमान एक केल्विन — समतुल्य रूप से एक डिग्री सेल्सियस — बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है। इसे J/(kg·K) में मापा जाता है। उच्च विशिष्ट ऊष्मा का अर्थ है कि पदार्थ तापमान परिवर्तन का प्रतिरोध करता है और बहुत ऊष्मा संचित करता है: पानी का मान 4186 J/(kg·K) किसी भी सामान्य पदार्थ के सर्वाधिक मानों में से एक है, जबकि धातुएँ बहुत कम होती हैं (ताँबा 385, सीसा केवल 128), इसीलिए धातुएँ तेज़ी से गर्म और ठंडी होती हैं।
पानी गर्म करने में कितनी ऊर्जा लगती है?
पानी के लिए c = 4186 J/(kg·K) के साथ Q = m·c·ΔT उपयोग करें। 1 kg पानी को 10 °C गर्म करने के लिए आपको Q = 1 × 4186 × 10 = 41,860 J ≈ 41.86 kJ (लगभग 10 kcal) चाहिए। इसे 20 °C से 100 °C तक (ΔT = 80 °C) गर्म करने में 1 × 4186 × 80 = 334,880 J ≈ 335 kJ लगते हैं। पानी की बड़ी विशिष्ट ऊष्मा ही कारण है कि केतली उबालने में उल्लेखनीय समय और ऊर्जा लगती है।
Q = mcΔT का क्या अर्थ है?
इसका अर्थ है कि किसी पदार्थ का तापमान बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा Q उसके द्रव्यमान m गुणा उसकी विशिष्ट ऊष्मा c गुणा तापमान परिवर्तन ΔT के बराबर होती है। अधिक द्रव्यमान, उच्च विशिष्ट ऊष्मा या बड़ा तापमान परिवर्तन — सभी अधिक ऊर्जा माँगते हैं। समीकरण केवल तभी लागू होता है जब कोई अवस्था परिवर्तन न हो (न पिघलना न उबलना); अवस्था परिवर्तन के दौरान तापमान स्थिर रहता है और इसके बजाय एक अलग राशि, गुप्त ऊष्मा, लागू होती है।
पानी की विशिष्ट ऊष्मा कितनी होती है?
द्रव पानी की विशिष्ट ऊष्मा 4186 J/(kg·K) है, या समतुल्य रूप से 4.186 J/(g·°C) — लगभग ठीक 1 कैलोरी प्रति ग्राम प्रति डिग्री सेल्सियस, जैसा कि कैलोरी मूल रूप से परिभाषित की गई थी। बर्फ की विशिष्ट ऊष्मा कम होती है (लगभग 2090 J/(kg·K)) और जलवाष्प (भाप) की और भी कम (लगभग 2010 J/(kg·K)), क्योंकि प्रत्येक अवस्था में अणु ऊर्जा को भिन्न प्रकार से संचित करते हैं।
संबंधित उपकरण
UnitConv पर भौतिकी की खोज जारी रखें। अर्ध-आयु कैलकुलेटर से रेडियोधर्मी क्षय का मॉडल बनाएँ, ऊर्जा कन्वर्टर से जूल, कैलोरी और अन्य ऊर्जा इकाइयों के बीच रूपांतरण करें, तापमान कन्वर्टर में तापमान पैमानों का अन्वेषण करें, और मोलर द्रव्यमान तथा अन्य विज्ञान कैलकुलेटर आज़माएँ।