Lämpö - se on ... Mikä on lämpömäärä vapautuu palamisen aikana?

Kaikki aineet on sisäinen energia. Tämä arvo on ominaista joukko fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, joiden joukossa erityistä huomiota on kiinnitettävä lämpöä. Tämä arvo on abstrakti matemaattinen arvo, joka kuvaa lujuuden molekyylien vuorovaikutus aineen. Understanding lämmönvaihtomekanismin voi auttaa vastaamaan kysymykseen, kuinka paljon lämpöä aikana vapautunut jäähdytyksen ja lämmityksen aineista ja niiden palaminen.

Historiassa löytö lämmön

Aluksi, lämmönsiirto kuvattu ilmiö on hyvin yksinkertainen ja selkeä: jos materiaalin lämpötila nousee, se saa lämpöä, ja kun kyseessä on jäähdytys, se jakaa sen ympäristöön. Kuitenkin lämpö - se ei pidetä osa nesteen tai ruumiin luultiin kolmesataa vuotta sitten. Ihmiset sinisilmäisesti uskotaan, että aine koostuu kahdesta osasta: molekyylien ja lämpöä. Nyt muutaman muistaa, että termi "lämpötila" Latinalaisessa tarkoittaa "seos", ja, esimerkiksi, pronssi puhutaan usein "tinan ja kuparin lämpötila".

17-luvulla oli kaksi hypoteesia, jotka voisivat selvästi selittää ilmiötä lämmön ja lämmönsiirron. Ehdotti ensimmäisenä vuonna 1613, Galileo. Sen sanamuoto oli: "Lämpö - se on epätavallinen aine, joka voi tunkeutua tahansa kehon ja pois niistä." Galileo nimesi tämän aineen lämpöarvo. Hän väitti, että kalorien ei kadota tai tuhoutua, ja vain voitava siirtyä yhdestä ruumiista toiseen. Näin ollen enemmän kalorien aine, sitä korkeampi on sen lämpötila.

Toinen hypoteesi tuli vuonna 1620, ja tarjosi sitä filosofi Bacon. Hän totesi, että alle voimakkaita iskuja vasaran raudan lämpenee. Tämä periaate toimii ja ruokkii tulta kitkan johti Bacon miettiä molekyyliluonne lämpöä. Hän väitti, että mekaanista vaikutusta ruumiin molekyylit alkavat lyödä toisiaan vastaan, nopeuttaa liikkumista ja siten nostaa lämpötilaa.

Tuloksena oli tehty toinen hypoteesi että lämpö - tulos mekaanisen vaikutuksen molekyylipainon aineet keskenään. Tämä teoria pitkäksi aikaa yrittää perustella ja todistaa Lomonosov kokeellisesti.

Lämpö - se on mitta sisäisen energian,

Nykyaikaiset tutkijat ovat päätyneet seuraaviin johtopäätökseen: lämpöenergia on tulosta vuorovaikutuksesta molekyylien aineen eli .. sisäinen energia kehon. Hiukkasten nopeus riippuu lämpötilasta ja lämmön arvo on suoraan verrannollinen aineen massa. Esimerkiksi ämpäri vettä on suurempi lämpöenergiaa kuin täytetty kuppi. Kuitenkin lautanen kuuma neste voi olla vähemmän lämpöä kuin kylmä altaan.

Kalorikki, jota ehdotettiin 17-luvulla, Galileo, tutkijat ovat vääräksi J. Joel ja B. Rumford. He osoittivat, että lämpö ei ole painoa, ja on tunnettu siitä, ainoastaan mekaanista liikettä molekyylejä.

Mikä on lämmön määrä vapautuu palaessa aineen? Spesifinen palamislämpö

Tähän mennessä, monipuolinen ja laajalti käytetty energialähteet ovat turve, öljy, hiili, maakaasu tai puuta. Poltosta näitä aineita jaetaan tietty määrä lämpöä käytetään lämmitykseen, käynnistä mekanismeja ja vastaavia. D. Miten voi laskea tätä arvoa käytännössä?

Sillä tämä käsite on otettu käyttöön palaminen ominaislämpö. Tämä arvo riippuu lämmön määrä, joka vapautuu palamisen aikana 1 kg tiettyä ainetta. Se on nimetty kirjaimella q ja mitataan J / kg. Alla on taulukko arvoista q joitakin yleisimpiä polttoainetta.

Insinööri rakentaminen ja laskenta moottorien täytyy tietää vapautunut lämpömäärä palamisen aikana tietty määrä ainetta. Tämän voimme käyttää epäsuoriin mittauksiin kaavalla Q = neliömetri, jossa Q - on lämpöarvon aineen, q - spesifinen palamislämpö (taulukko arvo), ja m - tietyn massan.

Lämmön muodostuminen palamisen aikana perustuu ilmiöön energian vapautumisen muodostamalla kemiallisia sidoksia. Yksinkertaisin esimerkki on hiilen palaminen, joka sisältyy minkä tahansa tyyppisiä modernin polttoaineita. Hiili poltetaan ilman läsnäollessa ja yhdistyy hapen kanssa muodostaen hiilidioksidia. Muodostumista kemiallisia sidoksia esiintyy vapauttaa lämpöenergiaa ympäristössä, ja energia henkilön sovitettu käyttämään omiin tarkoituksiinsa.

Valitettavasti perusteettomat menot arvokkaiden luonnonvarojen, kuten öljyn tai turvetta, voi pian johtaa ehtyminen tuotantolähteille näitä polttoaineita. Jo nyt on olemassa sähkölaitteet ja jopa uusia automalleja, jotka perustuvat vaihtoehtoisia energialähteitä, kuten auringonvalon, veden tai energian maankuoren.

lämmönsiirto

Kyky vaihtaa lämpöenergiaa kehossa tai yhden elimen toiseen kutsutaan lämmönsiirto. Tämä ilmiö tapahtuu spontaanisti ja tapahtuu vain, kun lämpötila eroja. Yksinkertaisimmassa tapauksessa, lämpöenergia siirretään enemmän kuumennetaan vähemmän lämmitetty elin kunnes kunnes tasapaino on saavutettu.

Elin mahdollisesti olla ulkopuolinen lämmönsiirto ilmiö tapahtui. Joka tapauksessa, perustaminen tasapaino voi esiintyä ja lyhyen matkan välillä näitä esineitä, mutta hitaammin kuin silloin, kun ne ovat kosketuksissa.

Lämmönsiirto voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

1. lämmönjohtavuus.

2. Konvektio.

3. säteilevä vaihto.

lämmönjohtokyky

Tämä ilmiö perustuu lämpöenergian siirtoon välillä atomeja tai molekyylejä aineen. Syy lähetyksen - satunnainen molekyylien liikettä ja niiden jatkuva törmäys. Jolloin lämpöä siirretään yhden molekyylin toiseen ketjuun.

Katsella lämmön johtuminen ilmiö voi sytytys tahansa rauta materiaalia, kun punoitusta pinta ulottuu tasaisesti ja vähitellen vaimentaa (tietty määrä lämpöä vapautuu ympäristöön).

J. Fourier johdettu kaava lämpövirran, joka on kerännyt kaikki määrät vaikuttavat määrin lämmön johtuminen materiaalia (ks. Alla oleva kuva).

Tässä kaavassa Q / t - lämpövirta, λ - lämmönjohtavuuskerroin, S - poikkipinta-ala, T / X - suhde lämpötilan välinen ero rungon pään sijaitsee tietyllä etäisyydellä.

Lämmönjohtavuus on taulukoitu arvo. Se on käytännön hyötyä eristys talon tai eristys laitteita.

lämpösäteily

Toinen tapa lämmittää, joka perustuu ilmiöön sähkömagneettista säteilyä. Se eroaa konvektio ja lämmön johtuminen on, että energian siirto voi tapahtua tyhjiössä tilaan. Kuitenkin, kuten ensimmäisessä tapauksessa, on oltava lämpötilaero.

Säteilevä vaihto - on esimerkki lämmön siirtämiseksi auringon energiaa, että maan pinta, joka vastaa edullisesti infrapunasäteilyä. Määrittää, kuinka paljon lämpöä, että maapallon pinnasta, ne on rakennettu lukuisia asemat, jotka valvovat muutos indikaattori.

konvektio

Konvektio ilmavirran liike liittyy suoraan lämmönsiirto ilmiö. Ei ole väliä kuinka paljon lämpöä kerroimme neste tai kaasu, liuenneen aineen molekyylit alkavat liikkua nopeammin. Tämän vuoksi, paine vähentää koko järjestelmän ja määrä, päinvastoin, kasvaa. Tämä on syy, miksi liikkumista lämpimän ilman tai muun kaasun virtaa ylöspäin.

Yksinkertaisin esimerkki käytön ilmiö konvektion kotona tilojen lämmitykseen voidaan kutsua paristojen välityksellä. Ne sijaitsevat alareunassa huone ei ole vain niin, ja lämmittämään ilmaa, joka oli nousta, mikä kiertovirtauksen läpi huoneeseen.

Miten voit mitata lämmön määrää?

Lämpöä lämmityksen tai jäähdytyksen lasketaan matemaattisesti käyttämällä erityistä laitetta - kalorimetrillä. Asentamalla eristetyt edustaa suurta alusta täytetty vedellä. lämpömittari mittaamiseksi ensimmäisen väliaineen lämpötilan lasketaan nesteeseen. Upotettiin sitten veteen kuumennettiin elin laskea nesteen lämpötilan muutos perustamisen jälkeen tasapainon.

Lisäämällä tai vähentämällä väliaineen t on määritetty, lämmön määrä lämmittämiseksi elin on kulutettu. Kalorimetrissä on yksinkertainen laite, joka voidaan rekisteröidä lämpötilan muutos.

Myös käyttämällä kalorimetrinä voi laskea, kuinka paljon lämpöä vapautuu palaessa materiaaleista. Tätä tarkoitusta varten, alus täynnä vettä, sijoitetaan "pommi". Tämä "pommi" on suljettu astia, jossa testiaine sijaitsee. Tämän summataan elektrodeja sytytys ja kammio on täytetty hapen kanssa. Kun täydellinen palaminen aine tallennetut muutokset veden lämpötilassa.

Näinä kokeet osoittivat, että lämmönlähteitä ovat kemiallisia ja ydinreaktiot. Ydin- reaktiot tapahtuvat syvemmälle maapallon, jotka muodostavat pääasiassa lämmön tarjonta koko maapallon. Niitä käytetään myös ihmisen tuottamaan energiaa fuusion aikana.

Esimerkkejä kemiallisista reaktioista palavat aineet ja hajoaminen polymeerien monomeerien ihmisen ruoansulatuskanavan. Laatu ja määrä kemiallisia sidoksia molekyylin määrittää, kuinka paljon lämpöä erottuu lopulta.

Mitä mitataan lämpö?

Yksikön lämmön mittaus SI-järjestelmän on joule (J). Myös ei-SI-yksiköitä käytetään jokapäiväisessä elämässä - kalori. 1 kalori yhtä suuri kuin 4,1868 J ja kansainvälinen standardi, joka perustuu 4184 J. lämpökemia. Aikaisempi tapasi btu kJ, joka on harvoin käytetty tutkijat. 1 BTU = 1,055 J.