Hoe pas je de formule voor soortelijke warmte toe in een rekensom?

De soortelijke warmte, aangeduid met de kleine letter $c$, is een belangrijke eigenschap van een stof. Het geeft aan hoeveel warmte-energie er nodig is om 1 gram van een bepaalde stof precies 1 graad Celsius in temperatuur te laten stijgen. De eenheid hiervoor is Joule per gram per graad Celsius ($J/(g \cdot ^\circ C)$).

Om de hoeveelheid warmte ($Q$) te berekenen die nodig is om een stof te verwarmen of af te koelen, gebruik je de volgende formule:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta T$

Hierbij staan de symbolen voor:

• $Q$: de hoeveelheid warmte-energie in Joule (J).
• $c$: de soortelijke warmte van de stof in $J/(g \cdot ^\circ C)$.
• $m$: de massa van de stof in gram (g).
• $\Delta T$: het temperatuurverschil in graden Celsius ($^\circ C$). Dit bereken je door de eindtemperatuur min de begintemperatuur te doen ($T_{eind} - T_{begin}$).

Laten we deze formule toepassen op het voorbeeld van het koperen muntstuk:

Voorbeeld: Je hebt een koperen muntstuk met een massa van 10 gram. Je wilt dit muntstuk verwarmen van $20\,^{\circ}\text{C}$ naar $70\,^{\circ}\text{C}$. De soortelijke warmte van koper is $0,385\operatorname{}J/(g\cdot^{\circ}\text{C})$. Hoeveel warmte is hiervoor nodig?

Stap 1: Noteer de gegeven waarden.

• Massa ($m$) = 10 gram
• Begintemperatuur ($T_{begin}$) = $20\,^{\circ}\text{C}$
• Eindtemperatuur ($T_{eind}$) = $70\,^{\circ}\text{C}$
• Soortelijke warmte van koper ($c$) = $0,385\operatorname{}J/(g\cdot^{\circ}\text{C})$

Stap 2: Bereken het temperatuurverschil ($\Delta T$). $\Delta T = T_{eind} - T_{begin} = 70\,^{\circ}\text{C} - 20\,^{\circ}\text{C} = 50\,^{\circ}\text{C}$

Stap 3: Vul de waarden in de formule in en bereken $Q$. $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$ $Q = 0,385\operatorname{}J/(g\cdot^{\circ}\text{C}) \cdot 10\,g \cdot 50\,^{\circ}\text{C}$ $Q = 192,5\,J$

Er is dus 192,5 Joule aan warmte nodig om het koperen muntstuk van 10 gram te verwarmen van $20\,^{\circ}\text{C}$ naar $70\,^{\circ}\text{C}$.