열용량 계산기 (Q = mcΔT)

비열 용량은 물질 1킬로그램의 온도를 1켈빈 올리는 데 필요한 에너지를 알려 줍니다. 물은 약 4,184 J, 알루미늄은 약 900 J, 구리는 400 J 미만이 듭니다. 이 계산기는 Q = mcΔT를 변형해 빠진 네 값 중 하나를 구해 주고, 같은 작업이 흔한 물질 열두 가지에서는 어떻게 되는지도 보여 줍니다.

사용 방법

1. 구할 값을 고릅니다: 비열 용량, 열량, 질량, 온도 변화.
2. 열량을 입력하고 단위(J, kJ, cal, kcal, Wh, BTU)를 고릅니다.
3. 질량을 입력하고 kg, g, lb 중 하나를 고릅니다.
4. 알고 있다면 비열 용량을 J/(kg·K)로 입력하고, 처음과 나중 온도를 입력합니다.
5. 답, 시료 전체의 열용량(m × c), 비교표를 확인합니다.

계산식

Q = m × c × ΔT c = Q / (m × ΔT) C = m × c

Q는 줄 단위의 열량, m은 kg 단위의 질량, c는 J/(kg·K) 단위의 비열 용량, ΔT는 켈빈 단위의 온도 변화(나중 − 처음)이며 섭씨 1도와 크기가 같습니다. 물체의 열용량 C는 킬로그램당이 아니라 시료 전체의 켈빈당 에너지입니다.

예시

2 kg 금속 덩어리가 18,000 J을 흡수해 20 °C에서 30 °C가 됩니다. c = 18,000 ÷ (2 × 10) = 900 J/(kg·K)로 알루미늄의 참고값(897 J/(kg·K))과 가깝습니다. 이 덩어리의 열용량은 18,000 ÷ 10 = 1,800 J/K입니다. 같은 10 °C를 올리는 데 물 2 kg은 83.68 kJ이 필요하며 네 배가 넘습니다.