Თერმოდინამიკა და სითბოს გადაცემას. მეთოდები სითბოს გადაცემის და გაანგარიშება. სითბოს გადაცემის - ის ...

დღეს ჩვენ შევეცდებით, რათა იპოვოს პასუხი კითხვაზე, "Heat - რომ ..?". ამ სტატიაში ჩვენ მიგვაჩნია, რომ ეს არის პროცესი, რომელიც მისი სახეობის არსებობს ბუნებაში, და ვიცი, რა კავშირია სითბოს გადაცემის და თერმოდინამიკა.

განმარტება

Heat Transfer - ფიზიკური პროცესი, რომლის არსი არის გადასცეს სითბურ ენერგიას. გაცვლა ხდება ორ უწყებას შორის, ან მათი სისტემა. ამდენად წინაპირობა სითბოს გადაცემის იქნება ცხარე ორგანოების ნაკლებად თბება.

პროცესის მახასიათებლები

სითბოს გადაცემის - ეს არის სახის მოვლენაა, რომ შეიძლება მოხდეს პირდაპირი კონტაქტის და თანდასწრებით გამყოფი კედლები. პირველ შემთხვევაში, ყველაფერი გასაგებია, მაგრამ მეორე სხეულის გამოყენებულ იქნას, როგორც ბარიერი მასალები, გარემოს დაცვა. სითბოს გადაცემის მოხდება იმ შემთხვევაში, სისტემა, რომელიც შედგება ორი ან მეტი ორგანოები, არ არის სახელმწიფო თერმულ წონასწორობაში. რომ არის, ერთ-ერთი ობიექტი აქვს უმაღლესი ან ქვედა ტემპერატურა, ვიდრე სხვა. აქ შემდეგ გადასცემს თბოელექტროსადგურის. ლოგიკურია ვივარაუდოთ, რომ ეს უნდა დასრულდეს, როდესაც სისტემა ძალაში სახელმწიფო თერმოდინამიკური და თერმულ წონასწორობაში. პროცესი ხდება სპონტანურად, როგორც ჩვენ შეგვიძლია გითხრათ თერმოდინამიკის მეორე კანონი.

სახის

სითბოს გადაცემის - პროცესი, რომელიც შეიძლება დაიყოს სამ მეთოდები. მათ ექნებათ ძირითადი ბუნების, რადგან მათ არ არსებობს რეალური sub საკუთარი მახასიათებლები დადგა ზოგადი კანონები. დღეს დაყოფილია სამ სახის სითბოს გადაცემას. ეს ჩატარების, convection და რადიაციული. დავიწყოთ პირველი, ალბათ.

მეთოდები სითბოს გადაცემას. თერმოკონდუქტომეტრიული.

ასე რომ, არის ქონების მატერიალური სხეულის რათა ენერგიის გადაცემა. ამგვარად, გადმორიცხული hotter ნაწილების იგივე რომ არის ცივი. საფუძველზე ამ მოვლენას პრინციპი ქაოტური მოძრაობის მოლეკულების. ეს ე.წ. Brownian მოძრაობაში. უფრო მეტი ტემპერატურა სხეულის, მით უფრო, რომ მოძრაობს მოლეკულა, რადგან მათ აქვთ უფრო მეტი კინეტიკური ენერგია. პროცესი მოიცავს თერმული გამტარობის ელექტრონების, მოლეკულების, ატომების. იგი ხორციელდება ორგანოებში, სხვადასხვა ნაწილები, რომლებიც არათანაბრად ტემპერატურა.

იმ შემთხვევაში, თუ ნივთიერება შეუძლია განახორციელოს სითბო, ჩვენ შეგვიძლია ვთქვათ რაოდენობრივი მახასიათებელი. ამ შემთხვევაში, იგი უკრავს როლი თერმოკონდუქტომეტრიული. ეს დამახასიათებელი მიუთითებს, თუ რამდენად სითბო გადის ინდივიდუალური პარამეტრების სიგრძე და ფართობი ერთეულის დრო. ამ შემთხვევაში, სხეულის ტემპერატურის შეიცვლება ზუსტად 1 კ

მანამდე იგი მიიჩნევდა, რომ გაცვლა სითბოს სხვადასხვა ორგანოების (მათ შორის სითბოს გადაცემის სტრუქტურების) იმის გამო, რომ ერთ ორგანოს ნაწილი სხვა ე.წ. კალორიების ნაკადების. თუმცა, ნიშნები მისი ფაქტობრივი არსებობა, არავინ იპოვა, და როდესაც მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის შეიმუშავა გარკვეულ დონეზე, ყველაფერი კალორიების და დაავიწყდა, რომ ვფიქრობ, იმიტომ, რომ ჰიპოთეზა უსუსურია.

კონვექციური. სითბოს გადაცემის წყალი

ამ გზით სითბოს ენერგიის გაცვლა მიხვდა გადაცემის შიდა თემა. მოდით წარმოვიდგინოთ kettle წყალი. როგორც ცნობილია, ცხარე საჰაერო ნაკადების ზევით ასვლა. ცივი, მძიმე დაეცემა ქვემოთ. რატომ ყველა წყალი უნდა იყოს, წინააღმდეგ შემთხვევაში? ის ზუსტად იგივე. და რა თქმა უნდა, ეს ციკლი, ყველა ფენების წყალი, არ აქვს მნიშვნელობა რამდენი შეიძლება იყოს, გადაიზარდა სახელმწიფოს წინაშე თერმული წონასწორობა. გარკვეულ პირობებში, რა თქმა უნდა.

რადიაციული

ეს მეთოდი არის პრინციპი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. ეს არის იმის გამო, რომ შიდა ენერგია. მკაცრად უნდა შეხვიდეთ თეორია სითბოს რადიაციული არ დაიწყოს, უბრალოდ აღვნიშნავთ, რომ მიზეზი აქ არის მოწყობილობა დამუხტული ნაწილაკების, ატომების და მოლეკულების.

მარტივი ამოცანები თბოგამტარობა

ახლა ვისაუბროთ იმაზე, თუ როგორ, პრაქტიკაში ჰგავს სითბოს გადაცემის გათვლები. მოდით გადაწყვიტოს მარტივი პრობლემა დაკავშირებული რაოდენობით სითბო. დავუშვათ, რომ ჩვენ გვაქვს მასა წყლის თანაბარი ნახევარი კილოგრამი. დაწყებული წყლის ტემპერატურა - 0 გრადუსი, საბოლოო - 100. მიგვაჩნია, სითბოს რაოდენობა გაატარა საკონტაქტო მასობრივი გათბობის ნივთიერება.

ამისათვის ჩვენ გვჭირდება ფორმულა Q = cm (t ₂ -t _1), სადაც Q - რაოდენობის სითბოს, C - სპეციფიკური სითბოს წყალი, m - მასა მასალა, t ₁ - თავდაპირველი, t ₂ - საბოლოო ტემპერატურა. წყლის მაგიდა არის ღირებულება c ხასიათი. სპეციფიკური სითბოტევადობა ტოლია 4200 J / კგ * C. ახლა ჩვენ შეიცვალა ამ ფასეულობების შევიდა ფორმულა. მიგვაჩნია, რომ რაოდენობის სითბოს უდრის 210000 J, ან 210 კჯ.

პირველი კანონი თერმოდინამიკის

თერმოდინამიკა და სითბოს გადაცემის რომლებიც დაკავშირებულია გარკვეული კანონები. მათი საფუძველი - ცოდნა, რომ ცვლილება შიდა ენერგეტიკული სისტემის მიიღწევა ორი მეთოდები. წარმოშობა - მექანიკური გაიტანა ოპერაცია. მეორე - გაგზავნა გარკვეული სითბო. ამ პრინციპზე დაყრდნობით, სხვათა შორის, პირველი კანონის თერმოდინამიკა. აქ არის რედაქციით: თუ სისტემა უკვე ცნობით გარკვეული თანხის სითბოს, დაიხარჯება კომისიის მუშაობის გარე ორგანოების ან ნამატი მისი შიდა ენერგია. მათემატიკური გამოხატვის: dQ = du + Da.

პლუს ან მინუს?

აბსოლუტურად ყველა ღირებულებები, რომლებიც ნაწილი მათემატიკური ჩაწერა პირველი კანონი თერმოდინამიკის შეიძლება ჩაიწეროს როგორც "პლუს" და "მინუს" ნიშანი. არჩევანი პროცესი იქნება ნაკარნახევი პირობები. მოდით ვივარაუდოთ, რომ სისტემა იღებს გარკვეული სითბო. ამ შემთხვევაში, სხეულის მისი სითბო. შესაბამისად, არ არის გაზი გაფართოებას და, შესაბამისად, სამუშაო კეთდება. შედეგად, ღირებულება იქნება დადებითი. იმ შემთხვევაში, თუ რაოდენობით სითბო წაართვეს, გაზი დამთავრდება, სამუშაო კეთდება მასზე. ღირებულებები იქნება ინვერსირებას ღირებულებებს.

ალტერნატიული ფორმულირება პირველი კანონი თერმოდინამიკის

დავუშვათ, რომ ჩვენ გვაქვს სურათების სისტემა. ეს სამუშაო სითხის (ან სისტემა), შეასრულოს ციკლური პროცესი. ეს ეწოდება ციკლი. შედეგად, სისტემა დაუბრუნდება პირვანდელი სახელმწიფო. ლოგიკური იქნებოდა, უნდა ვივარაუდოთ, რომ ამ შემთხვევაში ცვლილება შიდა ენერგია ნულის ტოლია. გამოდის, რომ რაოდენობის სითბოს ტოლფასი იქნება სრულყოფილი სამუშაო. ეს დებულებები, რათა შესაძლებელი ფორმულირება პირველი კანონი თერმოდინამიკის უკვე განსხვავებული.

ამ ჩვენ გვესმის, რომ ბუნებაში არ შეიძლება იყოს მუდმივი მოძრაობის მანქანა პირველი სახის. რომ არის, მოწყობილობა, რომელიც ასრულებს სამუშაოს დიდი რაოდენობით შედარებით ენერგეტიკული მიღებული გარეთ. ამ შემთხვევაში, ქმედება უნდა შესრულდეს პერიოდულად.

პირველი კანონი თერმოდინამიკის for izoprotsessov

განვიხილოთ, დაიწყოს isochoric პროცესში. Under მას მოცულობა უცვლელი რჩება. ასე რომ, მოცულობის ცვლილება იქნება ნულოვანი. შესაბამისად, მუშაობა იქნება ნულოვანი. ჩვენ ამოიღონ ამ კომპონენტის პირველი კანონის თერმოდინამიკა, და შემდეგ მიიღოს ფორმულა dQ = Du. აქედან გამომდინარე, isochoric პროცესი სითბო შევიდა სისტემა, გრძელდება იზრდება შიდა ენერგია გაზი, ან ნარევები.

ახლა მოდით ვისაუბროთ isobaric პროცესში. რჩება მუდმივი ზეწოლის მასში. ამ შემთხვევაში, შიდა ენერგია შეიცვლება პარალელურად კომისიის მუშაობაში. აქ არის ორიგინალური ფორმულა: dQ = du + pdv. ჩვენ შეგვიძლია ადვილად გამოთვალოთ სამუშაოს შესასრულებლად. ეს იქნება ტოლი გამოხატვის Ur (T ₂ -T _1). სხვათა შორის, ეს არის ფიზიკური მნიშვნელობით უნივერსალური გაზის მუდმივი. თანდასწრებით ერთი mole გაზი და ტემპერატურის სხვაობა, ერთი კომპონენტი Kelvin, უნივერსალური გაზის მუდმივი ტოლია გაწეული მუშაობის დროს isobaric პროცესში.