Isı ve Özgül Isı Hesaplama (Q = m c ΔT)

Isı ve sıcaklık

Isı, sıcaklık farkı yüzünden aktarılan enerjidir ve birimi joule olur. Bir cisme ısı verildiğinde, hâl değiştirmiyorsa sıcaklığı yükselir. Gereken ısı cismin kütlesine, cinsine ve sıcaklık değişimine bağlıdır:

Q = m × c × ΔT

Burada m kütle, c özgül ısı ve ΔT son sıcaklık ile ilk sıcaklığın farkıdır.

Özgül ısı nedir?

Özgül ısı, bir maddenin 1 kilogramının sıcaklığını 1 kelvin (1 °C) artırmak için gereken ısıdır. Birimi J/(kg·K) olur. Suyun özgül ısısı çok yüksektir (yaklaşık 4186), metallerinki düşüktür (alüminyum 900, demir 450, bakır 385). Bu yüzden su geç ısınır ve geç soğur, metal tava ise çabuk ısınır.

Kütle ile özgül ısının çarpımına ısı sığası denir: cismin sıcaklığını 1 K artırmak için gereken ısıdır.

Örnek

2 kg suyu 20 °C sıcaklıktan 80 °C sıcaklığa çıkarmak için Q = 2 × 4186 × 60 = 502 320 J, yani 502 kJ gerekir. Bu yaklaşık 0.14 kWh eder. Aynı ısı 2 kg bakıra verilseydi sıcaklığı 502 320 / (2 × 385) = 652 °C artardı.

İşaret

Cisim ısınıyorsa ΔT ve Q artıdır: cisim ısı almıştır. Soğuyorsa ikisi de eksidir: cisim ısı vermiştir.

Sınırlar

Formül yalnız hâl değişimi yokken geçerlidir. Buz 0 °C sıcaklıkta erirken, su 100 °C sıcaklıkta kaynarken sıcaklık sabit kalır ve ısı hâl değişimine harcanır. Araç su ve buz için bu sınırlar aşıldığında sonuç vermez ve uyarır. Listedeki özgül ısı değerleri yaklaşıktır, kesin hesapta kendi değerinizi girin.