Топлината - това е ... Какво е количеството топлина, освободена при горене?

Всички вещества, имат вътрешна енергия. Тази стойност се характеризира с редица физични и химични свойства, сред които трябва да се обърне особено внимание на топлината. Тази стойност е абстрактна математическа стойност, която описва силата на молекулно вещество взаимодействие. Разбирането механизъм топлообмен може да ви помогне, за да се отговори на въпроса, какво количество топлина , освободена по време на охлаждане и отопление вещества и тяхното изгаряне.

Историята на откриването на топлина

Първоначално феномен за пренос на топлина е описан много просто и ясно: ако температурата на материала се издига, той получава топлина, и в случай на охлаждане, тя го отделя в околната среда. Въпреки това, топлината - понеже не е компонент на течността или на тялото се е смятало преди три века. Хората наивно вярват, че веществото се състои от две части: молекулите и топлина. Сега няколко помни, че терминът "температура" в Латинска означава "смес", и, например, бронз говори като "калай и мед температура".

През 17 век е имало две хипотези, които могат ясно да обяснят феномена на топлина и топлина. Първо, предложен през 1613, Galileo. Неговата редакция бе: "Топлината - това е един необичаен вещество, което може да проникне във всяка част на тялото и от тях." Галилео кръстен това вещество калории. Той твърди, че калориите не могат да изчезнат или да бъдат унищожени, а само може да се движи от едно тяло в друго. Следователно, повече в калории вещество, толкова по-висока температурата.

Втората хипотеза идва през 1620, и я подаде на философа Бейкън. Той отбеляза, че по силата на мощните удари на чук желязото загрява. Този принцип функционира и се подхранва огъня чрез триене, водена Бейкън да се мисли за молекулярната природа на топлина. Той твърди, че механичното действие върху тялото на неговите молекули започват да се бият един срещу друг, за да се увеличи скоростта на движение и по този начин да се повиши температурата.

Резултатът е заключението на втората хипотеза, че топлина - в резултат на механично действие молекулни вещества с друг. Тази теория за дълъг период от време, опитвайки се да се оправдае и да докаже Ломоносов експериментално.

Топлината - това е мярка за вътрешна енергия,

Съвременните учени са стигнали до следното заключение: топлинната енергия е резултат от взаимодействието между молекулите на материя, т.е. .. вътрешната енергия на тялото. скорост на частиците зависи от температурата и стойността на топлина е пряко пропорционална на масата на веществото. Например, една кофа с вода има по-висока топлинна енергия, отколкото попълнено чашата. Въпреки чиния с топла течност може да има по-малко топлина, отколкото студената басейн.

Калоричност теория, която бе предложена през 17-ти век, Galileo, учените са опровергани J. Джоел и Б. Rumford. Те се оказа, че топлината няма никакво тегло и се характеризира с изключително механично движение на молекулите.

Какво е количеството топлина, освободена при горене на веществото? Специфична топлина на изгаряне

Към днешна дата, гъвкави и широко използваните енергийни източници са торф, нефт, въглища, природен газ или дърво. Изгарянето на тези вещества се разпределя определено количество топлина се използва за отопление, да започне механизми и други подобни. Г. Как да се изчисли тази стойност на практика?

За тази концепция е въведена горене специфична топлина. Тази стойност зависи от количеството топлина, която се освобождава по време на горенето на 1 кг определено вещество. Той е обозначен с буквата Q и се измерва в J / кг. Таблицата по-долу от стойности на р някои от най-често срещаните видове гориво.

Инженер изграждането и изчислителни машини, трябва да се знае количеството отделена топлина при изгарянето на определено количество вещество. За това ние можем да използваме индиректни измервания с формула Q = QM, където Q - е калоричността на веществото, Q - специфична топлина на изгаряне (стойност маса), и М - дадена маса.

образуване на топлина по време на горенето се основава на явлението на освобождаване на енергия в образуването на химически връзки. Най-простият пример е изгарянето на въглерод, който се съдържа в някои от видовете съвременни горива. Въглероден се изгарят в присъствие на въздух и се комбинира с кислород, за да се образува въглероден двуокис. Образуването на химични връзки случва с освобождаване на топлинна енергия в околната среда, и енергията на лицето, адаптиран да се използва за собствените си цели.

За съжаление, необмислени разходи на ценни ресурси като нефт или торф, скоро може да доведе до изчерпване на източниците на производство на тези горива. Днес вече има електрически уреди и дори нови модели автомобили, които са базирани на алтернативни енергийни източници като слънчева светлина, вода или енергия на земната кора.

пренос на топлина

Способността за обмен на топлинна енергия в тялото или от едно тяло на друго се нарича топлопренасяне. Това явление се наблюдава спонтанно и се наблюдава само когато температурни разлики. В най-простия случай, топлинната енергия се пренася от повече нагрява до по-малко загрява тялото, докато, докато се установи равновесие.

Тяло по избор да бъдат външни наблюдава явлението трансфер на топлина. Във всеки случай, може да се появи установяването на равновесие и на кратко разстояние между тези обекти, но с по-бавни темпове, отколкото когато те са в контакт.

Пренасянето на топлина могат да бъдат разделени на три типа:

1. топлопроводимост.

2. конвекция.

3. лъчиста борса.

топлопроводимост

Това явление се основава на трансфер на топлинна енергия между атоми или молекули от значение. Причина за предаване - случаен движение на молекули и техния постоянен сблъсък. Пак посредством топлината се предава от една молекула на друга верига.

Наблюдавайте топлопроводимост явление може запалване на железен материал, когато повърхността на еритема разпростира плавно и постепенно отслабва (определено количество топлина се освобождава в околната среда).

J. Фурие получени формула за топлинния поток, който е събрал всички количества, влияещи върху степента на топлинна проводимост материал (вж. Фигура долу).

В тази формула, Q / т - топлинния поток, λ - коефициент на топлопроводимост, S - площ на напречното сечение, T / X - съотношението на температурната разлика между края на тялото разположен на известно разстояние.

Топлопроводимостта е таблична стойност. Тя има практическа стойност за изолация на къща или изолация оборудване.

лъчиста топлина

Друг начин да се загрява, която се основава на явлението електромагнитна радиация. Тя се различава от конвекция и топлопроводност е, че трансфер на енергия може да се случи в вакуум пространство. Въпреки това, тъй като в първия случай, трябва да има температурна разлика.

Лъчиста обмен - е пример за пренос на топлина енергия на слънцето до земната повърхност, който е отговорен за предпочитане инфрачервено лъчение. За да се определи колко топлина достига до повърхността на земята, те са били построени множество станции, които следят промяната на индикатора.

конвекция

Конвекция движение на въздушния поток е пряко свързано с ефекта на пренос на топлина. Без значение колко много топлина ви съобщихме, течност или газ, разтворените в тях молекули започват да се движат по-бързо. Поради това, налягането на цялата система се намалява и количеството на, напротив, се увеличава. Това е причината, поради движението на топъл въздух или друг газ протича нагоре.

Най-простият пример на използване на явлението на конвекция в нагряването началната пространство може да се нарече чрез батерии. Те са разположени в долната част на помещението не е просто така, и за затопляне на въздуха, която е да се покачва, което води до циркулационен поток през стаята.

Как може да се измери количеството топлина?

Топлината на нагряване или охлаждане се изчислява математически помощта на специално устройство - калориметър. Инсталиране изолирани представено с голям съд, пълен с вода. термометър за измерване на началната температура на средата се понижава в течността. След това потопени във вода загрява тялото за изчисляване на промяната на температурата на флуида след установяването на равновесие.

Чрез увеличаване или намаляване на среда Т се определя количеството на топлина за нагряване на тялото да бъде изразходвано. Калориметъра е просто устройство, което може да регистрира промяната в температурата.

Също така, с помощта на топломер може да изчисли каква част от топлината, отделена при изгарянето на материали. За тази цел, на кораб, пълен с вода, поставена "бомба". Тази "бомба" е затворен съд, в която се намира на изпитваното вещество. За тази обобщи специални електроди за запалване и камерата е запълнена с кислород. След пълно изгаряне агент записва промяна в температурата на водата.

По време на тези експерименти установили, че топлинните източници са химически и ядрени реакции. Ядрени реакции се появяват в по-дълбоките слоеве на Земята, формиращи основната топлоснабдяване на цялата планета. Те се използват и от човек за производство на енергия по време на синтез.

Примери за химични реакции горят вещества и разграждане на полимери на мономери в човешкото храносмилателната система. Качеството и количеството на химическите връзки в молекулата определя колко топлина ще се открояват в края на краищата.

Това, което се измерва с жегата?

Устройството за измерване на топлина в системата SI е джаул (J). Също така, не-SI единици се използват в ежедневието - калории. 1 калории равно на 4,1868 J и международния стандарт на базата на 4184 J. термохимия. По-рано се срещна британски термални единици BTU, която рядко се използва от учени. 1 BTU = 1.055 J.