Онлайн-инструмент вычисляет количество теплоты Q, необходимое для нагрева или охлаждения вещества при заданной массе, удельной теплоёмкости и изменении температуры. Результат отображается в удобной единице энергии с автоматическим переходом между Дж, кДж и МДж при больших значениях.
Формула расчёта
Q = m · c · ΔT
- Q — количество теплоты
- m — масса вещества
- c — удельная теплоёмкость в дж/кг·K
- ΔT — изменение температуры: T₂ − T₁
Массу удобно задавать в граммах, килограммах или тоннах. 1 кг равно 1000 г, 1 т равно 1000 кг. Энергию показываем в джоулях, при больших значениях автоматически используем килоджоули или мегаджоули. Для перевода умножайте или делите на тысячи. Удельная теплоёмкость обычно указывается в джоулях на килограмм и градус. Следите чтобы единицы массы и теплоёмкости совпадали.
Единицы и автоподстройка
- Массу можно вводить в кг, г или т. Внутри расчёта масса приводится к килограммам.
- Удельная теплоёмкость должна быть в J·kg⁻¹·K⁻¹.
- ΔT вводится в K или °C — приращение одинаково для обеих шкал.
- Вывод значений: джоуль при небольших значениях, кДж и МДж при больших. Индикатор масштабируется дискретно: 10, 100, 1000, 10000 и дальше по порядку.
Если масса указана в граммах выберите г — калькулятор сам переведёт в кг. Для тонны выбирайте т — 1 т = 1000 кг. Если ΔT отрицательный расчёт показывает выделяемую энергию при охлаждении — знак важен. Для фазовых переходов (плавление, испарение) этот калькулятор не учитывает скрытую теплоту. Для таких расчётов используйте отдельный модуль.
Примеры расчётов
- Пример 1 — нагрев воды: m = 2 кг, c = 4186, ΔT = 10 K
Q = 2 · 4186 · 10 = 83 720 Дж = 83.72 кДж - Пример 2 — алюминий: m = 0.5 кг, c = 900, ΔT = 50 K
Q = 0.5 · 900 · 50 = 22 500 Дж = 22.5 кДж - Пример 3 — тонна воды: m = 1 т, c = 4186, ΔT = 5 K
m в кг = 1000, Q = 1000 · 4186 · 5 = 20 930 000 Дж = 20.93 МДж
Положительное значение Q означает передачу тепла телу, отрицательное — отдачу. Для смесей и сложных материалов используйте среднее значение удельной теплоёмкости, рассчитанное по массовым долям. Замеры температуры делайте с точностью до долей градуса, ошибки в ΔT прямо пропорционально влияют на итоговую Q. Округляйте результат по назначению: для инженерной проверки достаточно 2–3 значащих цифр, для научных расчётов берите больше.
Таблица распространенных удельных теплоёмкостей
| Вещество | c, J·kg⁻¹·K⁻¹ | Вещество | c, J·kg⁻¹·K⁻¹ |
|---|---|---|---|
| Вода жидкая | 4186 | Вода 100 °C | 4210 |
| Лёд | 2100 | Пар водяной | 2010 |
| Воздух сухой | 1005 | Кислород (O₂) | 918 |
| Азот (N₂) | 1040 | Водород (H₂) | 14300 |
| CO₂ | 844 | Метан (CH₄) | 2220 |
| Аммиак (NH₃) | 4700 | Бензин | 2200 |
| Этиловый спирт | 2440 | Глицерин | 2420 |
| Керосин | 2100 | Ртуть | 140 |
| Алюминий | 900 | Медь | 385 |
| Железо | 450 | Сталь | 460 |
| Нерж. сталь | 500 | Свинец | 130 |
| Олово | 230 | Цинк | 390 |
| Никель | 440 | Латунь | 380 |
| Бронза | 370 | Золото | 129 |
| Серебро | 235 | Платина | 133 |
| Титан | 520 | Магний | 1040 |
| Кальций | 650 | Натрий | 1230 |
| Калий | 760 | Графит | 710 |
| Каменный уголь | 1260 | Дерево сухое | 2400 |
| Дерево влажное | 2800 | Бетон | 880 |
| Цемент | 840 | Кирпич | 840 |
| Стекло | 800 | Глина | 880 |
| Песок | 830 | Гранит | 790 |
| Мрамор | 880 | Известняк | 910 |
| Асфальт | 920 | Резина | 1900 |
| Пластик ПВХ | 1000 | Полиэтилен | 2300 |
| Парафин | 2100 | Масло моторное | 1800 |
| Масло растительное | 1700 | Жир животный | 2100 |
| Кровь | 3770 | Тело человека | 3470 |
| Молоко | 3900 |
Как работает индикатор
- Стрелочный индикатор показывает абсолютное значение энергии по шкале, выбранной в дискретных степенях 10, 100, 1000 и т.д.
- Шкала делится на 5 равных частей и подписывается как 0, 20, 40, 60, 80, 100 процентов от текущего максимума. При переходе в кДж подписи автоматически переводятся в кДж.
- Если результат не вмещается в текущую шкалу, шкала увеличивается в следующий разряд (например 100 → 1000).
Итого, программа подходит для быстрого инженерного анализа. Если нужно учесть фазовые переходы, теплообмен между телами, температуро-зависимые теплоёмкости или интегральную модель с профилем температуры по объёму — потребуется расширить модуль.
