برای محاسبه مقدار گرمای لازم برای گرم کردن آب، از فرمول زیر استفاده میکنیم:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
که در آن:
- \( Q \) انرژی گرمایی (بر حسب ژول)،
- \( m \) جرم آب (بر حسب کیلوگرم)،
- \( c \) ظرفیت حرارتی مخصوص آب (برای آب تقریباً \( 4,186 \, \text{J/(kg} \cdot \text{°C)} \) است),
- \( \Delta T \) تغییر دما (بر حسب درجه سلسیوس) میباشد.
**مرحله 1: تعیین مقادیر**
- جرم آب: \( m = 400 \, \text{g} = 0.4 \, \text{kg} \)
- ظرفیت حرارتی مخصوص آب: \( c = 4,186 \, \text{J/(kg} \cdot \text{°C)} \)
- دمای اولیه آب: فرض میکنیم دمای اولیه 0 درجه سلسیوس است (در غیر این صورت باید مقدار را مشخص کنید).
- دمای نهایی: \( T_f = 40 \, \text{°C} \)
- تغییر دما:
\[ \Delta T = T_f - T_i = 40 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C} = 40 \, \text{°C} \]
**مرحله 2: محاسبه گرما**
حالا میتوانیم مقدار گرما (Q) را محاسبه کنیم:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
\[ Q = 0.4 \, \text{kg} \cdot 4,186 \, \text{J/(kg} \cdot \text{°C)} \cdot 40 \, \text{°C} \]
\[ Q = 0.4 \cdot 4,186 \cdot 40 \]
\[ Q = 0.4 \cdot 167,440 \]
\[ Q = 66,976 \, \text{J} \]
بنابراین، گرمای لازم برای گرم کردن 400 گرم آب به 40 درجه سلسیوس تقریباً \( 66,976 \, \text{ژول} \) است.
