Hva raskere varmer opp på platen - vannkoker eller vannbøtte? Svaret er åpenbart - vannkoker. Så er det andre spørsmålet hvorfor?
Svaret er ikke mindre åpenbart - fordi massen av vann i vannkoker er mindre. Utmerket. Og nå kan du gjøre den mest virkelige fysiske opplevelsen hjemme. For å gjøre dette, trenger du to identiske små kasseroller som er lik mengden vann og vegetabilsk olje, for eksempel med halv liter og komfyr. På samme brann setter kasseringen med olje og vann. Og nå bare se på at det blir varmt oppe. Hvis det er et termometer for væsker, kan du bruke det hvis ikke, du kan bare prøve temperaturen fra tid til annen med fingeren, bare nøye for ikke å brenne. I alle fall vil du snart sørge for at oljen oppvarmes mye raskere enn vann. Og et annet spørsmål, som også kan implementeres i form av erfaring. Hva raskere koker - varmt vann eller kaldt? Alt er åpenbart igjen - Varm vil være på mål. Hva er alle disse merkelige spørsmålene og eksperimenter? For å bestemme den fysiske mengden kalt "mengden varme".
Mengde varme
Mengden varme er energien som kroppen mister eller kjøper når varmeoverføringen. Det er forståelig fra navnet. Når avkjølt, vil kroppen miste en viss mengde varme, og når den er oppvarmet, er å absorbere. Og svarene på våre spørsmål viste oss hva er mengden varme avhengig? For det første, jo mer kroppsvekt, desto større er mengden varme brukt på å endre temperaturen per grad. For det andre, mengden av varme som trengs for å varme kroppen, avhenger av stoffet som det består, det vil si, fra den type substans. Og for det tredje er forskjellen i kroppstemperaturer før og etter varmeoverføring også viktig for våre beregninger. Basert på det foregående, kan vi Bestem mengden varmeformel:
hvor Q er mengden varme,
m - kroppsvekt,
(T_2-T_1) - forskjellen mellom de første og begrensede kroppstemperaturene,
c er den spesifikke varmekapasiteten til stoffet, er fra de tilsvarende tabellene.
I henhold til denne formelen er det mulig å beregne mengden varme som er nødvendig for å varme opp enhver kropp eller som denne kroppen vil tildele når den avkjøles.
Mengden varme i Joules (1 J), som enhver form for energi, måles. Men denne verdien ble introdusert ikke så lenge siden, men folk begynte å måle mengden varme. Og de brukte en enhet som er mye brukt og i vår tid - kalori (1 avføring). 1 kalori er et slikt varme som vil være nødvendig for oppvarming 1 gram vann per 1 grader Celsius. Guidet av disse dataene, elskere til å beregne kalorier i spist mat, kan for rådighetens skyld å beregne hvor mange liter vann som kan koke den energien de forbruker med mat i løpet av dagen.
Endre den indre energien av gass i sylinderen kan ikke bare fungere, men også oppvarmingsgass (Fig. 43). Hvis stemplet er fast, vil volumet av gass ikke forandre seg, men temperaturen, og derfor vil den interne energien øke.
Prosessen med å overføre energi fra en kropp til en annen uten å utføre arbeidet kalles varmeveksling eller varmeoverføring.
Energien som overføres av kroppen som følge av varmeveksling kalles mengden varme. Mengden varme kalles også energien som kroppen gir i prosessen med varmeveksling.
Molekylært mønster av varmeveksling. Når varmevekslingen ved grensen mellom kroppene, oppstår langsomt kaldt legeme molekyler med raskere bevegelige varmtkroppsmolekyler. Som et resultat er de kinetiske energier av molekyler utlignet og satsene på kaldlegemet molekyler økes, og de varme reduseres.
Med varmeveksling er det ingen konvertering av energi fra en form til en annen: en del av den indre energien til den varme kroppen overføres av en kald kropp.
Mengden varme og varmekapasitet. Fra løpet av VII klassefysikk er det kjent at for oppvarming av kroppen som veier M ved temperatur t 1 til temperatur t 2, er det nødvendig å informere ham mengden varme
Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cmΔt. (4.5)
Når kroppen avkjøles, er dens evige temperatur t2 mindre enn den første T 1 og mengden varme, gitt av kroppen, er negativ.
Koeffisienten C i formel (4.5) kalles spesifikk varme. Den spesifikke varmekapasiteten er mengden varme som mottar eller gir 1 kg stoff når temperaturen endres med 1 K.
Den spesifikke varmekapasiteten uttrykkes i Joules divideres med et kilo, multiplisert med Kelvin. Ulike organer krever en ulik mengde energi for å øke temperaturen med 1 K. Så den spesifikke vannkapasiteten til vann er 4190 J / (kg · k) og kobber 380 J / (kg · k).
Den spesifikke varmekapasiteten avhenger ikke bare av stoffets egenskaper, men også fra hvilken prosess utføres varmeoverføring. Hvis du oppvarmer gassen med konstant trykk, vil det ekspandere og fungere. For å varme gassen ved 1 ° C ved konstant trykk, må det overføre mer varme enn å varme den på et konstant volum.
Væske og faste legemer ekspanderer litt, og deres spesifikke varmekapasitet med konstant volum og konstant trykk er forskjellig.
Spesifikk varme av fordampning. For å konvertere væske til damp, krever det en endring i en viss mengde varme. Temperaturen på væsken endres ikke med transformasjonen. Omdannelsen av væske til damp ved en konstant temperatur fører ikke til en økning i molekylens kinetiske energi, men er ledsaget av en økning i deres potensielle energi. Tross alt er gjennomsnittlig avstand mellom gassmolekyler mange ganger mer enn mellom flytende molekyler. I tillegg krever en økning i volum i overgangen av et stoff fra en flytende tilstand til en gassformig effekt mot arbeid mot krefter av eksternt trykk.
Mengden varme som kreves for omdannelse ved en invertert temperatur på 1 kg væske i par kalles den spesifikke varmen til fordampningen. Angi denne verdien av bokstaven R og uttrykke i Joules per kilo.
Den spesifikke varmen i vanndampdampdannelsen er meget høy: 2.256 · 10 6 J / kg ved en temperatur på 100 ° C. Andre væsker (alkohol, eter, kvikksølv, parafin, etc.) Den spesifikke varmen til fordampningen er mindre enn 3-10 ganger.
For transformasjon til par av væske som veier M krever mengden varme, lik:
Når dampkondensasjonen oppstår, den samme mengden varme
Q k \u003d -rm. (4.7)
Spesifikk smelting varme. Når den krystallinske kroppen er smeltet, går hele varmen som følger med den til en økning i den potensielle energien til molekyler. Den kinetiske energien til molekylene endres ikke, siden smelting skjer ved konstant temperatur.
Mengden varme λ (lambda), som er nødvendig for å konvertere 1 kg krystallinsk substans ved et smeltepunkt i væsken av samme temperatur, kalles den spesifikke smeltesvarmen.
Når krystallisering, utmerker 1 kg substans nøyaktig samme mengde varme. Den spesifikke ismeltingvarmen er ganske stor: 3,4 · 10 5 j / kg.
For å smelte krystallkroppsmassen M, er mengden varme nødvendig, lik:
Q pl \u003d λm. (4.8)
Mengden varme som frigjøres under krystalliseringen av kroppen er lik:
Q kr \u003d - λm. (4.9)
1. Hva kalles antall varme? 2. Hva er den spesifikke varmekapasiteten til stoffene avhengig av? 3. Hva kalles den spesifikke varmen til fordampningen? 4. Hva kalles den spesifikke varmen av smelting? 5. I hvilke tilfeller er antall overførte varme negativt?
Oppgaven 81.
Beregn mengden varme som er utgitt når du gjenoppretter Fe 2 o 3. Metallaluminium, hvis 335,1 g jern ble oppnådd. Svar: 2543.1 KJ.
Beslutning:
Reaksjonsligning:
\u003d (Al 2 o 3) - (Fe 2 o 3) \u003d -1669.8 - (- 822,1) \u003d -847,7 KJ
Beregning av mengden varme som frigjøres ved mottak av 335,1 g jern, vi er fjernet fra andelen:
(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : x; x \u003d (0847.7 . 335,1)/ (2 . 55,85) \u003d 2543,1 KJ,
hvor 55,85 atommasser av jern.
Svar: 2543.1 KJ.
Termisk reaksjonseffekt
Oppgave 82.
Gassetylalkohol C2H5ON kan oppnås ved interaksjon med etylen med 2 H 4 (g) og vanndamp. Skriv termochemisk ligning av denne reaksjonen, pre-beregne dens termiske effekt. Svar: -45,76 KJ.
Beslutning:
Reaksjonsligningen er:
C2H4 (g) + H20 (g) \u003d C2H 5, den (D); \u003d??
Verdiene av standardvarmen i dannelsen av stoffer er gitt i spesielle tabeller. Gitt at varmen til dannelsen av enkle stoffer er betinget akseptert med null. Beregn den termiske effekten av reaksjonen, ved hjelp av konsekvensen av GESS-loven, oppnår vi:
\u003d (C2H5) - [(C2H4) + (H20)] \u003d \u003d
\u003d -235,1 - [(52.28) + (-241,83)] \u003d - 45,76 KJ
Reaksjonene i hvilke aggregatstater eller krystallinske modifikasjoner er angitt om symbolene til kjemiske forbindelser, så vel som den numeriske betydningen av termiske effekter, kalles termokemisk. I termochemical ligninger, hvis dette ikke er spesifikt fastsatt, er verdiene av termiske effekter indikert ved et konstant trykk på Q P-likeendring i kongresset av systemet. Verdien er vanligvis i den rette delen av ligningen, separerer den med et komma eller punkt med et komma. Følgende forkortede betegnelser av samlet tilstand av stoffet er vedtatt: g. - GASEOUS, j. - væske, til
Hvis reaksjonen er uthevet av varme, så< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:
C2H4 (g) + H20 (g) \u003d C2H5); \u003d - 45,76 KJ.
Svar: - 45,76 KJ.
Oppgave 83.
Beregn den termiske effekten av å reagere reduksjonen av jern (II) hydrogenoksid, basert på følgende termokjemiske ligninger:
a) henne (k) + co (g) \u003d fe (k) + co 2 (g); \u003d -13,18 KJ;
b) CO (g) + 1 / 2o 2 (g) \u003d CO 2 (g); \u003d -283.0 KJ;
c) H2 (g) + 1 / 2o 2 (g) \u003d H20 (g); \u003d -241.83 KJ.
Svar: +27,99 KJ.
Beslutning:
Ligningen av reaksjonen av reduksjonen av jern (II) oksyd (II) hydrogen har skjemaet:
Herio (K) + H 2 (g) \u003d Fe (k) + H20 (g); \u003d??
\u003d (H2O) - [(FEO)
Varmen av vanndannelse bestemmes av ligningen
H 2 (g) + 1 / 2O2 (g) \u003d H20 (g); \u003d -241,83 KJ,
og varmen av dannelsen av jernoksid (II) kan beregnes dersom ligningen (A) trekkes fra ligningen (B).
\u003d (c) - (b) - (a) \u003d -241,83 - [-283, O - (-13,18)] \u003d +27,99 kJ.
Svar: +27.99 KJ.
Oppgave 84.
I samspillet mellom gassformig hydrogensulfid og karbondioksid dannes vanndamp og kirurg CS2 (g). Skriv termochemisk ligning av denne reaksjonen, pre-beregne dens termiske effekt. Svar: +65.43 KJ.
Beslutning:
g. - GASEOUS, j. - væske, til - Krystall. Disse symbolene er nedstammet dersom den samlede tilstanden av stoffer er åpenbare, for eksempel O 2, H 2, etc.
Reaksjonsligningen er:
2H 2 S (g) + CO 2 (g) \u003d 2N20 (g) + CS2 (g); \u003d??
Verdiene av standardvarmen i dannelsen av stoffer er gitt i spesielle tabeller. Gitt at varmen til dannelsen av enkle stoffer er betinget akseptert med null. Den termiske effekten av reaksjonen kan beregnes ved hjelp av resultatet av GESS-loven:
\u003d (H20) + (CS2) - [(H2S) + (CO 2)];
\u003d 2 (-241,83) + 115,28 - \u003d +65,43 KJ.
2H 2 S (g) + CO 2 (g) \u003d 2N20 (g) + CS2 (g); \u003d +65.43 KJ.
Svar: +65.43 KJ.
TermooCimic reaksjonsligning
Oppgave 85.
Skriv termokemisk reaksjonsligning mellom CO (g) og hydrogen, som et resultat av hvilket CH4 (g) og H20 (g) dannes. Hvor mye varme er tilgjengelig i denne reaksjonen, hvis 67,2 liter metan ble oppnådd i form av normale forhold? Svar: 618.48 KJ.
Beslutning:
Reaksjonene i hvilke aggregatstater eller krystallinske modifikasjoner er angitt om symbolene til kjemiske forbindelser, så vel som den numeriske betydningen av termiske effekter, kalles termokemisk. I termochemical ligninger, hvis dette ikke er spesifikt fastsatt, er verdiene av termiske effekter indikert ved et konstant trykk på Q P-likeendring i kongresset av systemet. Verdien er vanligvis i den rette delen av ligningen, separerer den med et komma eller punkt med et komma. Følgende forkortede betegnelser av samlet tilstand av stoffet er vedtatt: g. - GASEOUS, J. - Noen til - Krystall. Disse symbolene er nedstammet dersom den samlede tilstanden av stoffer er åpenbare, for eksempel O 2, H 2, etc.
Reaksjonsligningen er:
CO (g) + 3H2 (g) \u003d CH4 (g) + H20 (g); \u003d??
Verdiene av standardvarmen i dannelsen av stoffer er gitt i spesielle tabeller. Gitt at varmen til dannelsen av enkle stoffer er betinget akseptert med null. Den termiske effekten av reaksjonen kan beregnes ved hjelp av resultatet av GESS-loven:
\u003d (H20) + (CH4) - (CO)];
\u003d (-241.83) + (-74.84) \u200b\u200b- (-110,52) \u003d -206,16 KJ.
Den termokjemiske ligningen vil se på:
22,4 : -206,16 = 67,2 : x; x \u003d 67,2 (-206,16) / 22? 4 \u003d -618,48 KJ; Q \u003d 618.48 KJ.
Svar: 618.48 KJ.
Varmeutdanning
Oppgave 86.
Den termiske effekten av hvilken reaksjon er lik varmen av utdanningen. Beregn varmen til ingen formasjon, basert på følgende termokjemiske ligninger:
a) 4NH3 (g) + 5o 2 (g) \u003d 4no (g) + 6N20 (g); \u003d -1168.80 KJ;
b) 4NH3 (g) + 3O2 (g) \u003d 2N2 (g) + 6N20 (g); \u003d -1530.28 KJ.
Svar: 90.37 KJ.
Beslutning:
Standardvarmen av formasjon er lik varmen til dannelsen av form 1 mol av dette stoffet fra enkle stoffer under standardbetingelser (T \u003d 298 K; P \u003d 1.0325. 105 Pa). Dannelsen av ingen fra enkle stoffer kan representeres som følger:
1/2N 2 + 1 / 2O 2 \u003d Nei
Reaksjonen (a) er gitt, hvori 4 mol nr dannes og reaksjonen (B) er gitt, hvori 2 mol N2 er dannet. Oksygen deltar i begge reaksjonene. Derfor, for å bestemme standardvarmen til dannelsen av nei, den neste syklusen til Hess, dvs. trenger du en æreligning (A) fra ligningen (B):
Således, 1/2N2 + 1 / 2O2 \u003d nei; \u003d +90.37 KJ.
Svar: 618.48 KJ.
Oppgave 87.
Det krystallinske ammoniumkloridet dannes når samspillet mellom gassformig ammoniakk og klorid. Skriv termochemisk ligning av denne reaksjonen, pre-beregne dens termiske effekt. Hvor mye varme utvides dersom 10 liter ammoniakk ble brukt i reaksjonen i form av normale forhold? Svar: 78.97 KJ.
Beslutning:
Reaksjonene i hvilke aggregatstater eller krystallinske modifikasjoner er angitt om symbolene til kjemiske forbindelser, så vel som den numeriske betydningen av termiske effekter, kalles termokemisk. I termochemical ligninger, hvis dette ikke er spesifikt fastsatt, er verdiene av termiske effekter indikert ved et konstant trykk på Q P-likeendring i kongresset av systemet. Verdien er vanligvis i den rette delen av ligningen, separerer den med et komma eller punkt med et komma. Vedtatt etter noe til - Krystall. Disse symbolene er nedstammet dersom den samlede tilstanden av stoffer er åpenbare, for eksempel O 2, H 2, etc.
Reaksjonsligningen er:
NH3 (G) + HC1 (G) \u003d NH 4CL (k). ; \u003d??
Verdiene av standardvarmen i dannelsen av stoffer er gitt i spesielle tabeller. Gitt at varmen til dannelsen av enkle stoffer er betinget akseptert med null. Den termiske effekten av reaksjonen kan beregnes ved hjelp av resultatet av GESS-loven:
\u003d (NH4Cl) - [(NH3) + (HCL)];
\u003d -315.39 - [-46,19 + (-92,31) \u003d -176,85 KJ.
Den termokjemiske ligningen vil se på:
Varmen som ble frigjort under reaksjonen av 10 liter ammoniakk for denne reaksjonen, definerer vi fra pro-delen:
22,4 : -176,85 = 10 : x; x \u003d 10 (-176,85) / 22,4 \u003d -78,97 KJ; Q \u003d 78.97 KJ.
Svar: 78.97 KJ.
I fokus for vår artikkel - mengden varme. Vi vil se på begrepet intern energi som forvandles når denne verdien endres. Vi vil også vise noen eksempler på bruk av beregninger i menneskelig aktivitet.
Varme
Med et hvilket som helst ord på det morsmål, har hver person sine egne foreninger. De bestemmes av personlig erfaring og irrasjonelle følelser. Hva presenteres vanligvis med ordet "varme"? Mykt teppe, drift av sentralvarmebatteri om vinteren, det første sollyset i vår, katt. Eller mors syn, trøst ord av en venn, i tide. Oppmerksomhet.
Fysikk innebærer en helt bestemt periode. Og veldig viktig, spesielt i enkelte deler av dette komplekset, men spennende vitenskap.
Termodynamikk
Vurder mengden varme i separasjonen fra de enkleste prosessene, som bygger loven om energibesparelse, det er ikke verdt det - ingenting vil være klart. Derfor, for å begynne å huske leserne sine.
Termodynamikk anser noe eller objekt som en forbindelse med et meget stort antall elementære deler - atomer, ioner, molekyler. Dens ligninger beskriver eventuelle endringer i systemets kollektive tilstand som helhet og som en del av hele når makroparametre endres. Under sistnevnte forstås temperaturen (betegner som T), trykket (P), konsentrasjonen av komponenter (vanligvis C).
Indre energi
Innerenergi er et ganske komplisert uttrykk, i den forstand som det er verdt å forstå før de snakker om mengden varme. Det betegner den energien som endres med en økende eller reduksjon i verdien av objektmakroparametre og ikke er avhengig av referansesystemet. Det er en del av den totale energien. Kommunen med det under forholdene når midten av massene i den studerte tingen hviler (det vil si er det ingen kinetisk komponent).
Når en person føler at noe objekt (sier sykkel) oppvarmet eller avkjølt, viser det at alle molekyler og atomer som utgjør dette systemet har opplevd en endring i intern energi. Imidlertid betyr invariabiliteten til temperaturen ikke bevaring av denne indikatoren.
Arbeid og varme
Den interne energien til ethvert termodynamisk system kan transformeres på to måter:
- ved å begå arbeid på den;
- med varmeveksling med miljøet.
Formelen i denne prosessen ser slik ut:
du \u003d q, hvor du er intern energi, q - varme og - arbeid.
La leseren ikke dele eksternhetsens enkelhet. Permutasjonen viser at Q \u003d Du + A, men innføringen av entropi (e) fører formelen til typen DQ \u003d DSXT.
Siden i dette tilfellet har ligningen form av en differensial, så det første uttrykket krever det samme. Deretter, avhengig av de krefter som opererer i objektet under studier, og parameteren som er beregnet, er avledet fra det nødvendige forholdet.
Ta en metallkule som et eksempel på det termodynamiske systemet. Hvis du legger press på det, kaster du opp, faller inn i en dyp, så betyr det å gjøre arbeidet med det. Rent eksternt er alle disse vanskelige effektene ikke skadelige for ballen, men den indre energien vil forandre seg, men veldig litt.
Den andre metoden er varmeveksling. Nyt nå hovedmålet med denne artikkelen: En beskrivelse av hva som er mengden varme. Dette er en endring i den interne energien til det termodynamiske systemet, som oppstår under varmeveksling (se formelen ovenfor). Det måles i joules eller kalorier. Tydeligvis, hvis ballen holder seg over lighteren, i solen, eller bare i en varm hånd, vil den varme opp. Og så kan du finne mengden varme som er rapportert om temperaturendringen.
Hvorfor gass er det beste eksemplet på å endre intern energi, og hvorfor på grunn av dette, liker skolebarn ikke fysikk
Over, beskrev vi endringene i de termodynamiske parametrene i metallkulen. De er ikke veldig merkbare uten spesielle enheter, og leseren forblir for å tro på ordet om hva som skjer med gjenstanden for prosesser. En annen ting hvis systemet er gass. Trykk den - det vil være synlig, herald - trykket vil stige, lavere under bakken - og det kan lett løses. Derfor, i lærebøkene, er det oftest mulig som et visuelt termodynamisk system.
Men dessverre, i moderne utdanning, er ikke så mye oppmerksomhet til reelle eksperimenter. En forsker som skriver en metodologisk manuell, forstår hva det handler om. Det virker for ham at på eksempel på gassmolekylene, vil alle termodynamiske parametere bli vist vist. Men disippelen som bare oppdager denne verden, er kjedelig for å lytte om den perfekte kolben med teoretisk stempel. Hvis skolen eksisterte reelle forskningslaboratorier og timer ble tildelt for å jobbe i dem, ville alt være annerledes. Så langt, dessverre, opplever bare på papir. Og mest sannsynlig er det nettopp dette at folk anser denne delen av fysikk med noe rent teoretisk, langt fra livet og unødvendig.
Derfor bestemte vi oss for eksempel et eksempel på å bringe den ovennevnte sykkelen. En mann setter på pedalene - gjør jobb på dem. I tillegg til kommunikasjonen av hele dreiemomentet (Takket som sykkelen beveger seg i rommet), er materialets indre energi, hvorav spakene gjøres. Syklisten presser på håndtakene for å snu, - og igjen gjør en jobb.
Den indre energien til det eksterne belegget (plast eller metall) øker. En person forlater en renere under den lyse solen - sykkelen varmer opp, dens mengde varmeendringer. Det stopper for å slappe av i skyggen av den gamle eiken, og systemet avkjøles, mister kalorier eller jouli. Øker hastigheten - Energien vokser. Imidlertid vil beregningen av mengden varme i alle disse tilfellene vise en svært liten, ubetydelig verdi. Derfor ser det ut til at manifestasjonene av termodynamisk fysikk i virkeligheten ikke er.
Påføring av beregninger for å endre mengden varme
Sannsynligvis vil leseren si at alt dette er veldig informativt, men hvorfor er vi så plaget av disse formlene i skolen. Og nå vil vi gi eksempler, hvor områder av menneskelig aktivitet de trengs direkte, og som det gjelder noen i hverdagen.
For en start, se deg selv og telle: Hvor mange elementer fra Metal omgir deg? Sikkert mer enn ti. Men før du blir et klipp, vogn, ring eller flash-stasjon, blir et metall lagret. Hver plante, som er resirkulert, la oss si, jernmalm bør forstå hvor mye drivstoff som kreves for å optimalisere kostnadene. Og teller dette, er det nødvendig å kjenne varmekapasiteten til metallholdige råvarer og mengden varme som han trengte å rapportere slik at alle teknologiske prosesser oppstår. Siden energien som frigjøres av enheten, beregnes i joules eller kalorier, er det nødvendig med formlene direkte.
Eller et annet eksempel: I de fleste supermarkeder er det en avdeling med frosne varer - fisk, kjøtt, frukt. Hvor råmaterialet fra kjøttet av dyr eller sjømat blir til et halvfabilt produkt, bør vite hvor mye strøm som spiser kjøling og frysende installasjoner på tonn eller en enkelt produktenhet. For å gjøre dette, bør det beregnes hvilken mengde varme som mister et kilo jordbær eller blekksprut ved kjøling i en grad Celsius. Og til slutt vil det vise hvor mye strøm vil tilbringe fryseren av en viss makt.
Fly, Steamers, Tog
Over, viste vi eksempler på relativt faste, statiske fag, som rapporteres eller der tvert imot tar en viss mengde varme. For objekter, i driftsprosessen for å bevege seg under betingelser for stadig endrede temperatur, er beregninger av mengden varme viktige av en annen grunn.
Det er et slikt konsept som "metall tretthet". Det inkluderer også maksimalt tillatt belastninger til en bestemt temperaturendrate. Tenk på at flyet tar av fra våte tropika i de frosne øvre lagene i atmosfæren. Ingeniører må jobbe mye slik at det ikke sovner på grunn av sprekker i metallet, som vises når temperaturen faller. De leter etter en slik sammensetning av legeringen, som er i stand til å motstå ekte belastninger og vil ha en stor sikkerhetsmargin. Og for ikke å se blindt, håper å snuble ved et uhell snuble over ønsket sammensetning, må du gjøre mange beregninger, blant annet, inkludert endringer i mengden varme.
I denne leksjonen lærer vi å beregne mengden varme som kreves for å varme kroppen eller kjølingen tildelt av den. For å gjøre dette vil vi generalisere den kunnskapen som ble oppnådd i tidligere leksjoner.
I tillegg vil vi lære av formelen for mengden varme for å uttrykke de gjenværende verdiene fra denne formelen og beregne dem, og kjenne andre verdier. Et eksempel på en oppgave vil også bli vurdert med løsningen for å beregne mengden varme.
Denne leksjonen er viet til å beregne mengden varme ved oppvarming av kroppen eller det avkjølte elementet tildelt.
Evnen til å beregne den nødvendige mengden varme er svært viktig. Dette kan være nødvendig, for eksempel når man beregner mengden varme som må informeres om vann for å varme opp i rommet.
Fig. 1. Mengden varme som må rapporteres til vann for å varme på rommet
Eller å beregne mengden varme som er allokert når brennstoffforbrenningen i ulike motorer:
Fig. 2. Mengden varme som slippes ut når du brenner drivstoff i motoren
Også disse kunnskapene er nødvendig, for eksempel for å bestemme mengden varme som er uthevet av solen og treffer bakken:
Fig. 3. Mengden varme utgitt av solen og faller til jorden
For å beregne mengden varme du trenger å vite tre ting (figur 4):
- kroppsvekt (som vanligvis kan måles ved hjelp av vekter);
- temperaturforskjellen som det er nødvendig å varme opp kroppen eller kjøle den (vanligvis målt ved hjelp av et termometer);
- den spesifikke varmekapasiteten til kroppen (som kan defineres på bordet).
Fig. 4. Hva du trenger å vite for å bestemme
Formelen i henhold til hvilken mengden varme beregnes, det ser slik ut:
Følgende verdier vises i denne formelen:
Mengden varme måles i Joules (J);
Den spesifikke varmekapasiteten til stoffet måles i;
- temperaturforskjellen måles i Celsius-grader ().
Vurder oppgaven for å beregne mengden varme.
En oppgave
I et kobberglass som veier gram, er det vann av en liter ved en temperatur. Hvilken mengde varme skal overføres til et glass med vann, slik at temperaturen blir lik?
Fig. 5. Illustrasjonsbetingelsesoppgaver
Skriv først en kort tilstand ( Dano.) og oversette alle verdiene til systemet med internasjonal (SI).
|
Gitt: |
S. |
|
|
Å finne: |
Beslutning:
Først definer de hvilke andre verdier som skal kreves for å løse denne oppgaven. Ifølge tabellen med spesifikk varmekapasitet (Tabell 1) finner vi (spesifikk kobbervarmkapasitet, siden, ifølge et glass av et kobberglass), (den spesifikke vannkapasiteten til vann, siden vannet er under tilstanden i glasset ). I tillegg vet vi at for å beregne mengden varme, trenger vi mye vann. Etter betingelse får vi bare volum. Derfor tar vi vanntettheten fra bordet: (Tabell 2).
Bord. 1. Spesifikk varmekapasitet til noen stoffer,
Bord. 2. Tetthet av noen væsker
Nå har vi alt du trenger for å løse denne oppgaven.
Legg merke til at den endelige mengden varme vil bestå av mengden av varmen som kreves for å varme kobberglasset og mengden varme som kreves for å varme vannet i det:
Vi beregner først mengden varme som kreves for å varme kobberkoppen:
Før du beregner mengden varme som kreves for å varme opp vannet, beregner vi massen av vann med en formel som er kjent for oss fra 7. klasse:
Nå kan vi beregne:
Så kan vi beregne:
Husk det betyr: Kilodzhoule. Prefikset "kilo" betyr, det vil si 
.
Svar:.
For enkelhets skyld å løse problemer for å finne mengden varme (de såkalte direkte oppgavene) og de mest tilhørende verdiene kan brukes av følgende tabell.
|
Skjev verdi |
Betegnelse |
Enheter |
Grunnleggende formel |
Formel for størrelsesorden |
|
Mengde varme |
Laster ...
