Vroče + hladno = nekaj srednjega

Vsak od vas je verjetno že naletel na fizikalno nalogo tipa:

"V hladno vodo vržemo vroče železo. Na koliko stopinj se segreje voda?"

Pri taki nalogi je potrebno vedeti le eno: oddana toplotna energija je enaka sprejeti.

Enačba za spremembo toplotne energije ∆Q pri določeni spremembi temperature ∆T se glasi:

∆Q = ∆T · m · c

pri čemer je m masa, c pa specifična toplota snovi.

Konkretno enačbo za omenjeno nalogo je potrebno nastaviti takole:

∆T1 · m1 · c1 = ∆T2 · m2 · c2

pri čemer indeks 1 pripada prvi snovi (npr. železu), indeks 2 pa drugi snovi (npr. vodi). Vrednosti za specifično toploto najdete na internetu, masi sta pa bodisi podani bodisi iščemo eno izmed njiju. Pomembno: Če sta obe snovi enaki, specifično toploto lahko krajšamo (npr. če v mrzlo vodo nalijemo vročo).

Pri nastavljanju enačbe sklepamo, da je tako leva kot desna stran pozitivna. Zato za spremembi temperature velja:

∆T1 = Tvišja - Tnižja
∆T2 = Tvišja - Tnižja

Višja temperatura je za vroče telo začetna, za hladno pa končna.

Pomni: Sprememba temperature v Kelvinih ∆T je enaka spremembi temperature v stopinjah Celzija! To seveda ne velja za absolutne vrednosti, kjer je za vrednost v °C Kelvinom še vedno potrebno prišteti "famoznih" 273 stopinj.

Dodatno: Če nalogo "zakompliciramo" s tem, da se snovem spreminja tudi agregatno stanje (taljenje, zmrzovanje, izparevanje, kondenzacija) ali pa zagorijo (sežig), je potrebno enačbo za spremembo toplotne temperature dopolniti:

∆Q = ∆T · m · c + q · m
​
kjer je q specifična talilna/izparilna/sežigna toplota.

Pomni: Pri taljenju, zmrzovanju, izparevanju, kondenzaciji in sežigu je temperatura konstantna (npr. pri taljenju je to 0 °C).