La varmego - estas ... Kio estas la kvanto de varmego liberigita dum la bruligado?

Ĉiuj substancoj havas internan energion. Tiu valoro estas karakterizita de kelkaj fizikaj kaj kemiaj ecoj, inter kiuj apartan atenton devu esti pagita al la varmego. Tiu valoro estas abstrakta matematika valoro kiu priskribas la forton de molekula interago substanco. Komprenante varmo interŝanĝo mekanismo povas helpi respondi la demandon, kion kvanto de varmego liberigitaj dum malvarmigo kaj hejtado substancoj kaj ilia bruligado.

La historio de la malkovro de varmego

Komence, la varmego transigo fenomeno priskribita estas tre simpla kaj klara: se la temperaturo de la materialo leviĝas, ĝi alvenas la varmegon, kaj en la kazo de malvarmigo, ĝi asignas lin al la medio. Tamen la varmego - ĝi ne estas konsiderita komponento de la fluido aŭ la korpo pensis tri jarcentoj. Homoj naive kredis, ke la substanco konsistas de du partoj: la molekuloj kaj varmo. Nun kelkaj memoras ke la termino "temperaturo" en latina signifas "miksaĵo", kaj, ekzemple, bronza priparolata kiel "stano kaj kupro temperaturo".

En la 17-a jarcento estis du hipotezoj kiuj povus klare ekspliki la fenomenon de varmo kaj varmo transporto. Unue proponita en 1613, Galileo. Lia vortigo estis: "La varmo - ĝi estas nekutima substanco kiu povas penetri en iu el la korpo kaj el ili." Galileo nomis tiun substanco calórico. Li argumentis ke calórico povas malaperi aŭ esti detruitaj, kaj nur povis movi de unu korpo al alia. Laŭe, la pli calórico substanco, la pli alta ĝia temperaturo.

La dua hipotezo aperis en 1620, kaj proponis ĝin al la filozofo Bacon. Li rimarkis ke sub la potencaj batoj de la martelo feron varmigas supren. Tiu principo operaciita kaj nutrante la fajron per frotado, kondukis Bacon pripensi la molekula naturo de varmego. Li asertis ke la mekanika ago de la korpo de lia molekuloj komencos bati kontraŭ la alia, por pliigi la rapidon de movado kaj per tio levi la temperaturon.

La rezulto estis la konkludo de la dua hipotezo ke varmigas - la rezulto de mekanika ago molekula substancoj kun la alia. Tiu teorio dum longa periodo de tempo provas pravigi kaj pruvi la Lomonosov experimentalmente.

La varmego - ĝi estas mezuro de interna energio,

Modernaj akademiuloj venis al la sekvanta konkludo: la termika energio estas la rezulto de la interago inter la molekuloj de materio, tio .. La interna energio de la korpo. Partikla rapido dependas de la temperaturo kaj la varmego valoro estas rekte proporcia al la maso de la substanco. Ekzemple, sitelo da akvo havas pli altan varmego energio ol la plena taso. Tamen telero kun varma likvaĵo povus havi malpli varmego ol la malvarma baseno.

Calórico teorio, kiu estis proponita en la 17-a jarcento, Galileo, sciencistoj estas refutado J. Joel kaj B. Rumford. Ili pruvis, ke la varmego ne havas pezon kaj estas karakterizita ekskluzive de mekanikaj moviĝo de la molekuloj.

Kio estas la kvanto de varmego liberigita dum la brulado de la substanco? Specifa varmo de brulado

Ĝis nun, versátil kaj vaste uzata energio fontoj torfa, oleo, karbo, natura gaso aŭ ligno. La brulado de tiuj substancoj estas asignita certa kvanto de varmo estas uzata por hejtado, komenci mekanismojn kaj similaj. D. Kiel kalkuli tiun valoron en praktiko?

Por ĉi koncepto estas enkondukita brulado specifa varmo. Tiu valoro dependas de la kvanto de varmego kiu estas liberigita dum la brulado de 1 kg de certa substanco. Ĝi estas elektita de la litero q kaj estas mezurita en J / kg. Malsupre estas tablo de valoroj de q kelkaj el la plej komunaj tipoj de karburaĵo.

Inĝeniero la konstruo kaj kalkulo motoroj bezonas scii la kvanton de varmego liberigita dum la bruligado de certa kvanto de substanco. Pro tio ni povas uzi nerekta mezuradojn de la formulo P = qm, kie Q - estas la calórico valoro de la substanco, q - specifa varmo de brulado (tablo valoro), kaj m - specifa maso.

Varmo formado dum bruligado estas bazita sur la fenomeno de energio eldono en la formado de kemiaj ligoj. La plej simpla ekzemplo estas la brulado de karbono, kiu estas enhavita en iu el la specoj de modernaj brulaĵoj. Karbono estas bruligita en la ĉeesto de aero kaj kombinas kun oksigeno por formi karbona dioksido. La formado de kemiaj ligoj okazas kun eldono de termika energio en la medio, kaj la energio de la persono adaptita por uzi por siaj propraj celoj.

Bedaŭrinde, la temerara elspezo de valoraj rimedoj kiel petrolo aŭ torfa, eble baldaŭ kondukas al la elĉerpiĝo de fontoj de produktado de tiuj karburaĵoj. Jam hodiaŭ ekzistas elektraj aparatoj kaj eĉ nova aŭto modeloj, kiuj estas bazitaj sur alternativaj energifontoj kiaj sunlumo, akvo, aŭ energio de la tera krusto.

varmego transigo

La kapablo interŝanĝi termika energio ene de la korpo aŭ de unu korpo al alia estas nomita la transdono de varmego. Tiu fenomeno okazas spontanee kaj okazas nur kiam la temperaturo diferencoj. En la plej simpla kazo, la termika energio estas transdonita de pli hejtas al malpli kolera korpo ĝis ĝis ekvilibro estas establita.

Korpo laŭvole esti ekstera al la varmego transigo fenomeno okazis. Ĉiukaze, la starigo de ekvilibro povas okazi kaj mallongan distancon inter tiuj objektoj, sed malpli rapide ol kiam ili estas en kontakto.

Varmo transigo povas esti dividita en tri tipoj:

1. Termika konduktiveco.

2. convección.

3. La radianta interŝanĝo.

conductividad termika

Tiu fenomeno estas bazita sur la transigo de termika energio inter la atomoj aŭ molekuloj de materio. Afero de transdono - hazardaj movado de molekuloj kaj ilia konstanta kolizio. Per varmo estas transdonita de unu molekulo al alia ĉeno.

Spektu varmego alkonduko fenomeno povas ekbruligo de ajna fero materialo kiam la eritema surfaco etendiĝas glate kaj laŭgrade atenúa (iom da varmo estas liberigita en la medio).

J. Fourier derivita formulon por varmo fluksa, kiu kolektis ĉiujn kvantojn tuŝante la grado de varmo alkonduko materialo (vidu. Figuro sube).

En ĉi tiu formulo, Q / t - varmo fluo, λ - conductividad termika koeficiento, S - transversaj areo, T / X - la kvociento de la temperaturo diferenco inter la korpo fino situas ĉe certa distanco.

Conductividad termika estas la tabeligitajn valoro. Ĝi havas praktikan valoron por izolado de domo aŭ izolaĵo ekipaĵon.

radianta varmo

Alia maniero por hejti, kiu baziĝas sur la fenomeno de elektromagneta radiado. Ĝi diferencas de la konvekcio kaj varmo alkonduko estas ke energitransigo povas okazi en la vakuo spaco. Tamen, kiel en la unua kazo, tie devas esti temperaturo diferencon.

Radianta interŝanĝo - estas ekzemplo de transigo varmo energio de la suno al la tera surfaco, kiu estas respondeca prefere transruĝa radiado. Determini kiom varmego atingas la tersurfaco, ili estis konstruitaj multnombraj stacidomoj kiuj monitoras la ŝanĝon de la indikilo.

konvekcio

Konvekcio aerfluo movado estas rekte rilatigita kun la varmego transigo fenomeno. Ne gravas kiom da varmo oni raportis likva aŭ gaso, solute molekuloj komencos movi pli rapide. Pro tio, la premo de la tuta sistemo estas reduktita kaj la kvanto de, male, ĝi pliigas. Ĉi tiu estas la kialo kial la movado de varma aero aŭ aliaj gasoj fluas supren.

La plej simpla ekzemplo de uzo de la fenomeno de konvekcio en la hejmo spaco hejtado povas nomi per piloj. Estas lokitaj en la fundo de la ĉambro ne nur tiel, kaj varmigi la aeron, kiu estis leviĝi, kondukante al la cirkulado fluas tra la ĉambro.

Kiel vi povas mezuri la kvanton de varmego?

La varmego de la hejtado aŭ refrigeración estas kalkulita matematike uzante speciala aparato - calorímetro. Instalado izolita reprezentitaj per granda vazo plena de akvo. termometro por mezuri la komencan temperaturon de la meza malleviĝas en la likvaĵo. Tiam trempis en la akvo hejtita korpo kalkuli la fluida temperaturo ŝanĝo post la starigo de ekvilibro.

Pliigante aŭ malpliigi la meza t estas difinita, la kvanto de varmego por hejti la korpo por esti elspezita. La calorímetro estas simpla aparato kiu povas registri la temperaturon ŝanĝon.

Ankaŭ, uzante calorímetro povas kalkuli kiom el la varmego liberigita dum la bruligado de materialoj. Por tiu celo, estas vazo plena de akvo, metis "la bombo". Tiu "bombo" estas fermita vazo, en kiu la provo substanco situas. Al ĉi sumita speciala elektrodoj por ŝaltita kaj la ĉambro estas plena de oksigeno. Post kompleta brulado agento registrita ŝanĝo en akvo temperaturo.

Dum tiuj eksperimentoj establis ke la varmego fontoj kemiaj kaj nukleaj reagoj. Nukleaj reakcioj okazas en la pli profundaj tavoloj de la Tero, formante la ĉefan varmego provizo de la tuta planedo. Ili estas ankaŭ uzita de viro por produkti energion dum fandado.

Ekzemploj de kemiaj reakcioj brulantaj substancoj kaj putriĝo de polimeroj al monómeros en la homa digestiva sistemo. La kvalito kaj kvanto de la kemiaj ligoj en la molekulo determinas kiom varmon staros ekstere en la fino.

Kio estas mezurita de la varmego?

La unueco de la varmego mezurado en la SI sistemo estas la ĵulo (J). Ankaŭ, ne-SI unuoj estas uzataj en ĉiutaga vivo - kalorioj. 1 kalorio egala al 4,1868 J kaj la internacia normo bazita sur 4.184 J. termoquímica. Pli frue renkontis brita termika unuo BTU, kiu malofte uzata de sciencistoj. 1 BTU = 1,055 J.