Gwres a thymheredd
Cynhwysedd thermol gwrthrych yw faint o wres sydd ei angen i achosi newid penodol i dymheredd y gwrthrych. Rydyn ni'n mesur hyn mewn jouleau y Kelvin (J/K). Gallwn ni ganfod cynhwysedd thermol bloc copr drwy ei wresogi a rhannu'r egni gwres sy'n cael ei ddefnyddio â'i newid tymheredd.
Dydy tymheredd a gwres ddim yr un peth:
- mae tymheredd yn mesur pa mor boeth yw rhywbeth
- mae gwres yn mesur yr egni thermol sydd mewn gwrthrych
Rydyn ni'n mesur tymheredd mewn °C, ac yn mesur gwres mewn J. Pan mae egni gwres yn cael ei drosglwyddo i wrthrych, mae ei gynnydd tymheredd yn dibynnu ar y canlynol:
- màs y gwrthrych
- y sylwedd mae'r gwrthrych wedi'i wneud ohono
- faint o egni sy'n cael ei drosglwyddo i'r gwrthrych
Ar gyfer gwrthrych penodol, y mwyaf o egni gwres sy'n cael ei drosglwyddo iddo, y mwyaf fydd ei dymheredd yn cynyddu.
Cynhwysedd gwres sbesiffig
Cynhwysedd gwres sbesiffig sylwedd yw faint o egni sydd ei angen i achosi newid 1°C i dymheredd 1 kg o'r sylwedd. Mae gan wahanol sylweddau wahanol gynwyseddau gwres sbesiffig.
Cynwyseddau gwres gwahanol sylweddau
- Dŵr – 4181 J/kg°C
- Ocsigen – 418 J/kg°C
- Plwm – 128 J/kg°C
Sylwa fod cynhwysedd gwres sbesiffig dŵr yn arbennig o uchel. Mae hyn yn golygu bod dŵr yn ddefnyddiol i storio egni gwres, ac i'w gludo o gwmpas y cartref mewn pibellau gwres canolog.
Cyfrifo cynhwysedd gwres sbesiffig
Dyma'r hafaliad sy'n rhoi'r berthynas rhwng egni a chynhwysedd gwres sbesiffig.
- Q yw'r egni sy'n cael ei drosglwyddo mewn jouleau, J
- m yw màs y sylwedd mewn kg
- c yw'r cynhwysedd gwres sbesiffig mewn J/kg °C
- Δθ (‘theta’) yw'r newid tymheredd mewn gradd Celsius, °C
Er enghraifft, faint o egni mae'n rhaid ei drosglwyddo i godi tymheredd 2 kg o ddŵr o 20°C i 30°C?
E = m × c × θ (θ = 30 – 20 = 10°C)
E = 2 × 4181 × 10 = 83,620 J neu 83.62 kJ
