Расчет количества теплоты.

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Теплопередача (теплообмен) - процесс изменения внутренней энергии без совершения работы.
Количественная характеристика - количество теплоты - часть изменения внутренней энергии, происходящего в процессе теплопередачи. Обозначается Q. Единицы измерения: Дж, кал (калория). 1 кал = 4,19 Дж.		1 кал = 4,19 Дж
Виды теплопередачи:
1. Теплопроводность - вид теплопередачи, при котором энергия передается от более нагретого участка тела к менее нагретому, благодаря движению и взаимодействию частиц тела. Характерна для твердых тел. 2. Конвекция - вид теплопередачи, при котором энергия передается потоками (струями) вещества. Характерна для жидкостей и газов. 3. Излучение - вид теплопередачи, при котором энергия передается с помощью электромагнитных волн (преимущественно инфракрасного диапазона). Может происходить в вакууме.

Расчет количества теплоты.

1. Изменение температуры. Q = cm(Т₂-Т₁) = cmΔТ.

Величина с наз. удельной теплоемкостью. Она характеризует тепловые свойства вещества по его способности к изменению температуры. Удельная теплоемкость показывает на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг данного вещества при изменении его температуры на 1 К. Единица измерения Дж/кг^.К.

Q=CΔT. Величина С называется теплоемкостью тела. С=сm.

Q = c_νmΔT. Величина c_ν называется молярной теплоемкостью (теплоемкость 1 моля вещества).

Изменение температуры: Q = cm(t^°₂-t^°₁)=cm(Т₂-Т₁) = cmΔТ Q = cmΔt^°.

2. Плавление и отвердевание вещества. Q=λm. λ - удельная теплота плавления. Удельная теплота плавления показывает на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг данного вещества при его полном переходе из твердого состояния в жидкое (при температуре плавления). Зависит от внешних условий. Единица λ Дж/кг. При плавлении и отвердевании (кристаллизации) температура остается неизменной пока вещество не перейдет в одну фазу. Энергия при плавлении тратится на разрушение кристаллической решетки. При отвердевании Q = -λm.

Плавление и отвердевание вещества Q=± λm

3. Парообразование и конденсация вещества. Q = Lm = rm. L (r) - удельная теплота парообразования. Удельная теплота парообразования показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг данного вещества при полном превращении жидкости в пар (при температуре кипения). Зависит от внешних условий. Единица L (r) Дж/кг. При кипении температура остается постоянной. Энергия тратится на разрыв связей между молекулами. При конденсации Q = - Lm = - rm.

Q = ±Lm = ±rm

I – нагревание твердого тела; II – плавление твердого тела; III – нагревание жидкости; IV – кипение; V – нагревание газа; VI – охлаждение газа; VII – конденсация; VIII – охлаждение жидкости; IX – кристаллизация (отвердевание); X – охлаждение твердого тела.

4. Сгорание топлива. Q = qm. q - удельная теплота сгорания топлива. Дельная теплота сгорания топлива показывает сколько энергии выделяется при полном сгорании 1 кг данного вещества. Единица q Дж/кг. Сгорание - соединение с кислородом. При горении изменяется взаимное расположение частиц вещества, следовательно, меняется их потенциальная энергия, а значит, внутренняя энергия вещества. Вещества, при горении которых выделяется энергия, являются топливом.

Q_{полученное}>0, Q_{выделенное}<0

Согласно закону сохранения энергии алгебраическая сумма всех количеств теплоты равна нулю (все переданное количество теплоты равно по модулю всему полученному):

Q₁+ Q₂+ Q₃+...= 0 - уравнение теплового баланса.

С учетом потерь на нагревание окружающей среды:

ηQ_{переданное} = Q_{полученное}, где η - кпд нагревательного прибора.

Q = qm

Q₁+ Q₂+ Q₃+...= 0 - уравнение теплового баланса.

ηQ_{переданное} = Q_{полученное}

12 Следующая ⇒