求热量的公式有:
1. 热量Q=比热容C质量M温度变化ΔT;
2. 热量Q=功W;
3. 热量Q=电流做的功I^2电阻R时间T;
4. 热量与比热容、质量和温差有关。
需要注意的是,热量是一个过程量,不可用于描述物质状态改变过程中的能量变化。
假设在一个封闭的房间里,室温为25℃,一个装有水的容器中装有1升40℃的热水。现在,你打开一个小型电风扇,开始以恒定功率P=50W吹风,房间内的空气温度逐渐下降到30℃。求在这个过程中房间内空气吸收的热量。
根据热量公式 Q = cmΔt,其中c是比热容(在这个例子中,空气的比热容可以视为常数),m是质量(在这个例子中,空气的质量可以视为房间的总质量),Δt是温度变化。
已知初始温度为25℃,最终温度为30℃,初始水的温度为40℃,水的比热容为4.18J/(g·℃)。由于空气和水混合后温度将达到相同的水平,因此空气的温度也从25℃下降到30℃。
水的质量可以根据体积和密度求得,对于常温下的水,密度约为1g/cm³,因此水的质量为:
m水 = 1L 1g/cm³ 1000cm³/L = 1kg
空气的质量可以根据体积和密度求得,空气的密度约为1.29kg/m³,因此空气的质量为:
m空气 = 房间总体积 / 1000m³/kg = 房间总体积 / 1000kg
Q = c(m空气 + m水)Δt = (1.29kg/m³ × (房间总体积 / 1000kg) + 1kg) × (30℃ - 25℃) = 7.65J
需要注意的是,这个例子中电风扇的功率P=50W是恒定的,因此电风扇在这个过程中所做的功并不等于吸收的热量。电风扇的作用是加快热传递的速度,使得热量更快地从热水传递到空气中。