Siltums - tas ir ... Kas ir siltuma daudzums, atbrīvo no degšanas laikā?

Visas vielas ir iekšējā enerģija. Šī vērtība raksturo vairāki fizikālo un ķīmisko īpašību, kuru vidū īpaša uzmanība būtu jāpievērš siltumu. Šī vērtība ir abstrakts matemātisks vērtība, kas raksturo izturību molekulāro mijiedarbības vielas. Izpratne siltuma apmaiņas mehānismu var palīdzēt atbildēt uz jautājumu, kāda siltuma daudzums atbrīvojas dzesēšanas un apkures vielu un to degšanas laikā.

Vēsture atklāšanas siltuma

Sākotnēji, siltuma pārneses fenomens aprakstīts, ir ļoti vienkārša un skaidra: ja temperatūra materiāla paceļas, tā kļūst siltumu, un gadījumā dzesēšanai, piešķir to vidi. Tomēr siltums - tas nav uzskatāms sastāvdaļa šķidruma vai ķermenis tika uzskatīts, pirms trīs gadsimtus. Cilvēki naivi ticēja, ka viela sastāv no divām daļām: no molekulām un siltumu. Tagad daži atcerieties, ka termins "temperatūra" latīņu valodā nozīmē "maisījums", kā, piemēram, bronzas sacījis kā "alvas un vara temperatūru".

17. gadsimtā bija divi hipotēzes, kas varētu skaidri izskaidrot fenomenu siltuma un siltuma nodošanu. Pirmais ierosināts 1613, Galileo. Tā formulējums bija šāds: "Siltums - tas ir neparasts viela, kas var iekļūt jebkurā no ķermeņa un no tām." Galileo nosauca šo vielu kaloriju. Viņš apgalvoja, ka kaloriju nevar pazust vai iznīcināts, un tikai spēj pārvietoties no viena ķermeņa uz otru. Tādējādi vairāk kaloriju vielas, jo augstāka tā temperatūra.

Otrā hipotēze nāca 1.620, un piedāvāja to filozofa bekonu. Viņš norādīja, ka saskaņā ar spēcīgu sitieniem āmura gludeklis uzkarst. Šis princips darbojas, un degvielas uzpildes uguni berzes, vadīja Bacon domāt par molekulāro dabu siltumu. Viņš apgalvoja, ka mehāniska darbība uz ķermeņa tās molekulas sāk sist pret otru, lai palielinātu ātrumu kustības un tādējādi paaugstinātu temperatūru.

Rezultāts bija secinājums otrā hipotēze, ka siltums - rezultātā mehāniskās darbības molekulāro vielu ar otru. Šī teorija ilgu laiku cenšas pamatot un pierādīt Lomonosova eksperimentāli.

Siltums - tas ir pasākums, iekšējās enerģijas,

Mūsdienu zinātnieki ir nonākuši pie šāda secinājuma: siltuma enerģija ir rezultāts mijiedarbība starp molekulām matērijas, ti .. iekšējā enerģijas organismā. Daļiņu ātrums ir atkarīgs no temperatūras un siltuma vērtība ir tieši proporcionāla masai vielas. Piemēram, spaini ūdens ir augstāka siltuma enerģijas nekā piepildīta čempionātā. Tomēr apakštase ar karstu šķidrumu, var būt mazāk siltuma nekā aukstajā baseinā.

Kaloriju teorija, kas tika ierosināts 17.gadsimtā, Galileo, zinātnieki ir atspēkojusi J. Joel un B. Rumford. Tās pierādīts, ka siltums nav nekādu svara un ir raksturīga vienīgi ar mehānisku kustību molekulu.

Kas ir siltuma daudzums atbrīvots sadegšanas vielas laikā? Īpaša sadegšanas siltums

Līdz šim, universāls un plaši izmantotie enerģijas avoti ir kūdra, nafta, ogles, dabasgāze vai koka. Šo vielu degšana piešķirts noteikts daudzums siltuma tiek izmantota apkurei, sāciet mehānismus un tamlīdzīgi. D. Kā aprēķināt šo vērtību praksē?

Par šo jēdzienu tiek ieviests sadegšanas īpašu siltumu. Šī vērtība ir atkarīga no siltuma daudzumam, kas tiek atbrīvota sadedzinot 1 kg noteiktā vielas laikā. Tas ir apzīmēta ar burtu q un tiek mērīts J / kg. Zemāk ir tabula vērtības q daži no visbiežāk veidu degvielas.

Inženieris celtniecību un aprēķinu dzinēji jāzina daudzumu siltuma izlaista sadedzinot noteiktu summu vielām. Par šo mēs varam izmantot netiešo mērījumus ar formulu Q = QM, kur Q - ir siltumspēja Vielas, q - īpatnējais sadegšanas siltums (tabula vērtību), un m - noteiktā masas.

Heat veidošanās sadegšanas laikā ir balstīta uz tādu parādību kā enerģijas izlaišanas veidošanos ķīmisko saišu. Vienkāršākais piemērs ir sadegšana oglekļa, kas ir ietverts kādā no veidiem mūsdienu degvielu. Carbon sadedzina gaisa klātbūtnē un apvieno ar skābekli, veidojot oglekļa dioksīdu. Par ķīmisko saišu veidošanos notiek ar atbrīvošanu siltumenerģijas vidē, un enerģijas personas pielāgota, lai izmantotu savām vajadzībām.

Diemžēl neapdomāti izdevumi, dabas resursu, piemēram, naftas vai kūdru, drīz var novest pie izsīkšanu avotu šādas degvielas ražošanu. Jau šobrīd ir elektroierīces un pat jauni automašīnu modeļi, kas ir balstīti uz alternatīviem enerģijas avotiem, piemēram, saules gaismas, ūdens vai enerģijas zemes garozā.

siltuma pārneses

Spēja apmainīties ar siltuma enerģiju ķermenī vai no viena ķermeņa uz otru sauc par siltuma pārneses. Šī parādība notiek spontāni un notiek tikai tad, kad temperatūras atšķirības. Vienkāršākajā gadījumā, siltuma enerģija tiek nodota no vairāk uzkarsēts līdz mazāk apsildāmu ķermeni, līdz kamēr tiek izveidots līdzsvars.

Ķermeņa izvēles būt ārēja ar siltuma pārneses parādība notikusi. Jebkurā gadījumā, var rasties izveide līdzsvara un īsu attālumu starp šiem objektiem, bet lēnāk nekā tad, ja tie ir saskarē.

Siltuma nodošanu var iedalīt trīs grupās:

1. Siltumvadītspēja.

2. Konvekcijas.

3. starojoša apmaiņa.

siltumvadītspēja

Šī parādība ir balstīta uz nodošanu siltumenerģijas starp atomiem vai molekulām vielas. Cēlonis pārraides - nejaušas kustības molekulu un to pastāvīgu sadursmes. Kuru siltums tiek pārnests no viena molekula uz citu ķēdē.

Skatīties bez siltuma vadīšanas parādība aizdedze jebkuras dzelzs materiāla, ja apsārtums virsma sniedzas vienmērīgi un pakāpeniski vājina (zināma siltuma nokļūst vidē).

J. Furjē atvasināts formula siltuma plūsmas, kas savākti visus daudzumus, kas ietekmē pakāpi siltuma vadīšanas materiāla (skat. Zīmējumu zemāk).

Šajā formulā, Q / t - siltuma plūsmas, λ - siltumvadītspējas koeficients, S - šķērsgriezuma laukums, T / X - attiecība no temperatūras starpības starp virsbūves galam, kas atrodas noteiktā attālumā.

Siltuma vadītspēja ir tabulā vērtību. Tā ir praktiska vērtība izolāciju no mājas vai izolācijas iekārtām.

starojuma siltums

Vēl viens veids, siltuma, kas balstās uz parādību elektromagnētisko starojumu. Tas atšķiras no konvekcijas un siltuma vadīšanas, ka enerģijas nodošana var notikt vakuumā. Tomēr, tā kā pirmajā gadījumā, ir jābūt temperatūras atšķirība.

Radiant apmaiņa - ir piemērs siltums tiktu saules enerģiju uz zemes virsmas, kas ir atbildīga par vēlams infrasarkano starojumu. Lai noteiktu, cik daudz siltuma sasniedz Zemes virsmu, tās ir celtas vairākas stacijas, kas uzrauga maiņu rādītāja.

konvekcija

Konvekcijas gaisa plūsma kustība ir tieši saistīta ar siltuma pārneses parādības. Nav svarīgi, cik daudz siltuma mēs ziņoja šķidrumu vai gāzi, izšķīdušās vielas molekulas sāk kustēties ātrāk. Sakarā ar to, spiediens visā sistēmā ir samazināts, un summu, gluži pretēji, palielinās. Tas ir iemesls, kāpēc kustība siltā gaisa vai citu gāzu plūsmu uz augšu.

Vienkāršākais piemērs izmantošanas parādību konvekcijas mājas apkurei var izsaukt, izmantojot baterijas. Tie atrodas apakšā telpā ir ne tikai tā, un lai apsildītu gaisu, kas bija pieaugs, izraisot cirkulācijas plūsmu caur telpā.

Kā jūs varat izmērīt siltuma daudzumu?

No apkures vai dzesēšanas siltums tiek aprēķināts matemātiski izmantojot īpašu ierīci - kalorimetru. Instalēšana izolēta pārstāv lielu kuģa piepildīta ar ūdeni. termometrs, lai mērītu sākotnējo temperatūru vidējā tiek nolaista šķidrumā. Tad iemērkt ūdenī karsē ķermeni, lai aprēķinātu šķidruma temperatūras izmaiņas pēc izveides līdzsvara.

Palielinot vai samazinot vidēja t ir noteikts, siltuma daudzums, kas silda ķermeni iztērēti. Kalorimetrs ir vienkārša ierīce, kas var reģistrēt temperatūras izmaiņas.

Turklāt, izmantojot kalorimetru var aprēķināt, cik daudz siltuma atbrīvota materiālu degšanas laikā. Šim nolūkam kuģis piepildīts ar ūdeni, ievieto "bumbu". Šī "bumba" ir slēgta trauku, kurā testa viela atrodas. Lai šis summē īpašus elektrodus, lai to aizdedzinātu un kamera ir piepildīta ar skābekli. Pēc pilnīgas degšanas līdzekli reģistrē izmaiņas ūdens temperatūrā.

Šo eksperimentu izveidoti laikā, ka siltuma avoti ir ķīmiskie un kodolreakcijas. Kodolreakcijas notiek dziļākos slāņos Zemes, veido galveno siltuma padevi uz visu planētu. ko cilvēks Tos izmanto arī, lai ražotu enerģiju kodolsintēzes laikā.

Piemēri ķīmiskās reakcijas ir dedzināšana vielu un sadalīšanos polimēru monomēru cilvēka gremošanas sistēmu. Kvalitāte un daudzums ķīmiskām saitēm molekulā nosaka, cik daudz siltuma izceļas beigās.

Kas tiek mērīts ar siltumu?

No siltuma mērījumu SI sistēmas vienība ir džouls (J). Arī nav SI vienības tiek izmantotas ikdienā - kaloriju. 1 kaloriju vienāds ar 4.1868 J un starptautiskā standarta, pamatojoties uz 4,184 J. thermochemistry. Agrāk met britu termisko vienību BTU, ko zinātnieki ir reti izmantots. 1 BTU = 1,055 J.