Termodinamika un siltuma pārneses. Metodes siltuma nodošanu un aprēķinu. Siltuma pārneses - tas ir ...

Šodien mēs centīsimies rast atbildi uz jautājumu: "Heat - ka ..?". Šajā rakstā mēs uzskatām, ka ir process, kas pastāv tās sugas dabā, un zināt, kāda ir saistība starp siltuma nodošanu un termodinamika.

definīcija

Heat Transfer - fiziska process, kura būtība ir nodot siltuma enerģiju. Apmaiņa notiek starp divām organizācijām, vai to sistēmu. Tādējādi priekšnoteikums siltuma pārneses būs ar apsildāmu struktūras, lai mazāk karsē.

process Features

Siltuma pārneses - tas ir sava veida fenomens, kas var rasties pēc tieša kontakta, un klātbūtnē starpsienas. Pirmajā gadījumā viss skaidrs, bet otrajā organismā, kas jāizmanto kā barjeru materiāli, vide. Siltuma pārneses notiks gadījumos, kad sistēma, kas sastāv no divām vai vairākām iestādēm, neatrodas stāvoklī termiskā līdzsvarā. Tas ir viens no objektiem ir augstāka vai zemāka temperatūra nekā otru. Lūk, tad nodod siltuma jaudu. Tas ir loģiski pieņemt, ka tas tiks pabeigts, kad sistēma sāk stāvoklī Termodinamiskās vai termiskā līdzsvarā. Process notiek spontāni, kā mēs varam pateikt otro termodinamikas likums.

veidi

Siltuma pārneses - process, ko var iedalīt trīs metodes. Viņiem būs pamata būtību, jo tām ir reāla sub ar saviem parametriem par nominālvērtību ar vispārējiem likumiem. Šodien ir sadalīta trīs veidu siltuma nodošanu. Tas vadīšanas, konvekcijas un radiācijas. Sāksim ar pirmo, varbūt.

Metodes siltuma nodošanu. Siltuma vadītspēja.

Tātad ir īpašums par materiālo ķermeni, lai enerģijas apmaiņu. Līdz ar to tiek pārnests no hotter daļām, tas pats, kas ir aukstāks. Pamats Šīs parādības ir no haotiskās kustības molekulām princips. Šī tā saucamā Brauna kustības. Jo lielāka temperatūra ķermeņa, jo tas kustas molekulā, jo viņiem ir lielāka kinētisko enerģiju. Process ietver siltuma vadīšanas elektroniem, molekulas, atomus. Tā tiek veikta struktūrās, dažādas daļas, no kurām ir nevienlīdzīga temperatūru.

Ja viela ir spējīgs veikt siltumu, mēs varam runāt par kvantitatīvu pazīmi. Šajā gadījumā, tas spēlē lomu siltuma vadītspēju. Šī īpašība norāda, cik daudz siltuma iet pa atsevišķiem parametriem garuma un platības laika vienībā. Tādā gadījumā ķermeņa temperatūra mainīsies ar precīzi 1 K.

Agrāk tika uzskatīts, ka apmaiņa siltuma dažādās struktūrās (ieskaitot siltuma pārvade karkasa konstrukcijām) sakarā ar to, ka no vienas ķermeņa daļas uz citu, tā saukto kaloriju plūsmas. Tomēr pazīmes savas faktiskās pastāvēšanas, neviens nav atrasts, un, kad molekulārā-kinētiskā teorija ir izstrādāta, lai noteiktu līmeni, visu par kaloriju un aizmirsu domāt, jo hipotēze bija nepārliecinošs.

Konvekcijas. Siltuma pārneses ūdens

Ar šo ceļu siltuma enerģijas apmaiņa saprot nodošanu ar iekšējām vītnēm. Ļaujiet mums iedomāties tējkanna ūdens. Kā zināms, apsildāmu gaisa plūsmas augšupejošu kāpt. Auksta, smagāka krist uz leju. Tad kāpēc viss ūdens tas būtu citādi? Viņa ir tieši tāds pats. Un gaitā šī cikla, visi slāņi ūdens, neatkarīgi no tā, cik daudz viņi var būt, sakarst pirms stāvoklī termiskā līdzsvarā. Noteiktos apstākļos, protams.

starojums

Šī metode ir elektromagnētiskā starojuma princips. Tas ir saistīts ar iekšējo enerģiju. Stingri iedziļināties teorijā par siltuma starojuma nesākas, vienkārši ņemiet vērā, ka iemesls šeit ir ierīce lādētu daļiņu, atomiem un molekulām.

Vienkāršas uzdevumus par siltuma vadītspēja

Tagad parunāsim par to, kā praksē izskatās siltuma pārneses aprēķinus. Pieņemsim atrisināt vienkāršu problēmu, kas saistīta ar siltuma daudzumam. Pieņemsim, ka mums ir ūdens masa no ūdens, kas vienāds ar pusi kilogramu. Sākuma ūdens temperatūra - 0 grādi pēc Celsija, final - 100. Mēs uzskatām, siltuma daudzums pavadīts kontaktinformāciju masu vielu karsē.

Lai to izdarītu, mums ir nepieciešams formula Q = cm _(T2 -t _1), kur Q - siltuma daudzums, c - specifisko siltuma ūdens, m - masas materiāla, t ₁ - sākotnējā, t ₂ - beigu temperatūras. Ūdens tabula ir vērtība c raksturs. Īpatnējā siltumietilpība ir vienāda ar 4200 J / kg * C. Tagad mēs aizstāt šīs vērtības formulā. Mēs atrast, ka siltuma daudzums ir vienāds ar 210000 J, vai 210 kJ.

Pirmais termodinamikas likums

Par termodinamika un siltuma pārneses ir saistīti ar noteiktiem likumiem. Savā pamata - zināšanas, ka izmaiņas iekšējā enerģijas sistēmā var panākt ar divām metodēm. Izcelsme - mehāniskā vērtēšanas darbību. Otrais - ziņojums noteikts siltuma daudzums. Pamatojoties uz šo principu, starp citu, pirmais termodinamikas likums. Šeit ir formulējums: Ja sistēma ir ziņots noteiktu siltuma daudzumu, tas tiks iztērēti par komisijas darbu ārējām organizācijām vai izmainiet savu iekšējo enerģiju. Matemātiskā izteiksme ir: DQ = dU + dA.

Plus vai mīnus?

Pilnīgi visas vērtības, kas ir daļa no matemātiskā ieraksta pirmo termodinamikas likums var tikt rakstīts kā ar "plus" un ar "mīnus" zīmi. Par procesa izvēle būs diktē nosacījumiem. Pieņemsim, ka sistēma saņem noteiktu daudzumu siltuma. Šajā gadījumā organisms viņas siltumu. Līdz ar to, ir gāze paplašināšana un, tātad, darbs tiek darīts. Tā rezultātā, vērtība būs pozitīva. Ja siltuma daudzums, atņemts, gāze tiek atdzesēts, darbs tiek veikts uz tā. Vērtības tiks apgriezti vērtības.

Alternatīva formulējums pirmo termodinamikas likums

Pieņemsim, ka mums ir partijas dzinēju. Tā darba šķidrums (vai sistēma), veic ciklisku procesu. To sauc par ciklu. Tā rezultātā, sistēma atgriežas sākotnējā stāvoklī. Būtu loģiski pieņemt, ka šajā gadījumā izmaiņas iekšējā enerģija ir vienāda ar nulli. Izrādās, ka siltuma daudzums būs vienāds ar perfektu darbu. Šie noteikumi ļauj formulēt pirmo termodinamikas likums jau ir atšķirīgs.

No tā mēs varam saprast, ka dabā nevar būt mūžīgas kustības mašīna pirmā veida. Tas nozīmē, ka ierīce, kas veic darbu par lielāku summu, salīdzinot ar enerģiju, kas saņemta no ārpuses. Šajā gadījumā, darbība jāveic periodiski.

Pirmais termodinamikas likums par izoprotsessov

Apsveriet, lai sāktu isochoric procesu. Saskaņā ar viņu apjoms paliek nemainīgs. Tātad, apjoms izmaiņas būs nulle. Līdz ar to darbs būs nulle. Mēs noņemt šo komponentu no pirmā termodinamikas likums, un pēc tam iegūt formulu DQ = dU. Līdz ar to, lai isochoric procesam visiem siltuma likts uz sistēmu, iet uz pieaugošo iekšējo enerģiju no gāzes, vai to maisījumi.

Tagad parunāsim par isobaric procesu. Paliek nemainīgs spiediens tajās. Šajā gadījumā, iekšējā enerģijas mainīsies paralēli komisijas darbā. Šeit ir oriģināls formula: DQ = dU + pdv. Mēs varam viegli aprēķināt veikt darbu. Tas ir vienāda ar izteiksmes ur (T ₂ -T _1). Starp citu, šis ir fiziskā nozīmē universālā gāzu konstante. Piedaloties viena mola gāzes un temperatūras starpības, viens komponents Kelvina, universālais gāzes konstante ir vienāda ar paveicis isobaric procesā darbu.