Värmekapacitet — räkna ut Q = mcΔT
Värmemängden Q som krävs för att ändra ett ämnes temperatur ΔT är: Q = m · c · ΔT, där m är massan och c är specifik värmekapacitet (energi per kg per grad).
Räkna ut
Specifik värmekapacitet (J/(kg·K))
| Ämne | c (J/(kg·K)) |
|---|---|
| Vatten, flytande | 4 186 |
| Vatten, is | 2 090 |
| Vatten, ånga | 1 996 |
| Luft (vid konstant tryck) | 1 005 |
| Olja (matolja) | ~2 000 |
| Etanol | 2 440 |
| Etylenglykol (frostskydd) | 2 500 |
| Trä (gran) | 1 700 |
| Betong | 880 |
| Granit | 790 |
| Aluminium | 900 |
| Järn/stål | 449 |
| Koppar | 385 |
| Guld | 129 |
| Bly | 129 |
| Diamant | 509 |
| Glas | 840 |
Vatten — det märkliga ämnet
Vatten har den högsta specifika värmekapaciteten av nästan alla vanliga ämnen. Detta är varför:
- Havet har stabil temperatur, vilket dämpar klimatets variationer på jorden
- Det tar lång tid att koka upp en kastrull vatten
- Vatten är ett mycket effektivt kylmedium (i element, motorer)
- Människans kropp (60–70 % vatten) tål värmechocker bättre än om vi vore "torra"
Vad innebär det praktiskt?
| Process | Energi |
|---|---|
| Värma 1 L vatten från 20 till 100 °C | 335 kJ (0,093 kWh) |
| Värma full kastrull 5 L | 1,67 MJ (0,47 kWh) |
| Värma badkar 200 L från 15 till 40 °C | 20,9 MJ (5,8 kWh) |
| Värma villans varmvattenberedare 300 L till 60 °C | 50 MJ (14 kWh) |
| Värma villa 150 m² 5 °C på en dag | ~150 MJ (42 kWh) |
Fasövergångar — latent värme
Formeln Q = mcΔT gäller inte vid fasövergångar (smältning, förångning). Då krävs extra energi utan temperaturändring:
- Smältvärme vatten: 334 kJ/kg (mycket — varför is "håller kall" länge)
- Ångbildningsvärme vatten: 2 260 kJ/kg (extremt — räcker att svetta för att kyla)
Latent värme och svettning
En vuxen som svettas av 1 liter vätska kyler bort 2,3 MJ (650 kcal) — det är därför svettning är ett så effektivt kylsystem. En heat-stroke-risk uppstår när detta system blockeras (hög luftfuktighet hindrar avdunstning).
Värmepump vs direktel — energieffektivitet
För uppvärmning: en värmepump har COP (Coefficient of Performance) 3–5, vilket innebär att den flyttar 3–5 enheter värme per 1 enhet el. Direktel har COP = 1. Detta är varför värmepumpar dominerar i Sverige.
Vanliga frågor
Vilken formel ligger bakom räkningen?
Den klassiska fysikformeln visas under räknaren tillsammans med en förklaring av variablerna. Räkningen följer samma definitioner som används i Skolverkets kursplaner för fysik 1 och 2.
Tar räknaren hänsyn till luftmotstånd, friktion eller andra verkliga effekter?
Nej, räknaren använder idealiserade formler (vakuum, friktionsfritt). I verkligheten kan resultatet skilja sig, särskilt vid höga hastigheter eller låga densiteter. Praktiska tumregler visas i förklaringen.
Vilka enheter används?
SI-enheter används som standard (meter, sekund, kilogram, newton). Räknaren visar ofta också omvandlingar till vardagsenheter (km/h, kalorier, etc.) där det är användbart.
Kan räknaren användas i fysikuppgifter och labb?
Ja — räknaren bygger på samma formler som kursplanerna. Den ersätter inte själva beräkningsstegen som ska visas i en labbrapport, men kan användas för att verifiera ett resultat.