Toplota - to je ... Koja je količina toplote oslobođene tokom sagorijevanja?

Sve supstance imaju unutrašnje energije. Ova vrijednost se odlikuje veliki broj fizičkih i hemijskih osobina, među kojima posebnu pažnju treba obratiti na vrućinu. Ova vrijednost je apstraktna matematička vrijednost koja opisuje snagu molekularne interakcije materije. Razumijevanje razmjena mehanizam topline može pomoći da se odgovori na pitanje, šta količina toplote oslobođene tokom hlađenje i grijanje tvari i njihove sagorijevanje.

Povijesti otkrića topline

U početku, fenomen prijenos topline opisana je vrlo jednostavna i jasna: ako je temperatura materijala raste, postaje vrućine, au slučaju hlađenja, to je izdvaja za okoliš. Međutim, topline - to ne smatra komponenta tečnosti ili organ se mislilo prije tri stoljeća. Ljudi naivno vjerovao da je suština se sastoji od dva dijela: molekule i toplinu. Sada nekoliko zapamtite da je pojam "temperatura" na latinskom znači "mješavina", i, na primjer, bronzani govori kao o "Tin i bakra temperature".

U 17. stoljeću postojala su dva hipoteze koje bi mogle jasno objasniti fenomen topline i toplote. Prvi predložio u 1613, Galileo. Njegova formulacija je bio: "Vrućina - to je neobično supstanca koja može prodrijeti u bilo koje od tijela i od njih." Galileo imenu ovu supstancu kalorija. On je tvrdio da kalorijski ne može nestati ili će biti uništeni, a samo u mogućnosti da se iz jednog tijela u drugo. U skladu s tim, što više u kalorija supstance, to je veća njegova temperatura.

Drugi hipoteza je došao u 1620, i ponudio ga filozof Bacon. On je napomenuo da u okviru jake udarce čekića gvožđa zagrijava. Ovaj princip upravlja i podstiče vatru trenjem, na čelu Bacon razmišljati o molekularnoj prirodi topline. On je tvrdio da je mehaničkog djelovanja na tijelu svojih molekula počinju da tuku jedni protiv drugih, da se poveća brzinu kretanja i na taj način podići temperaturu.

Rezultat je bio zaključak druga hipoteza da Heat - rezultat mehaničkog djelovanja molekularne materije jedni s drugima. Ova teorija već duže vrijeme pokušavaju opravdati i dokazati Lomonosov eksperimentalno.

Toplota - to je mjera unutrašnje energije,

Moderni naučnici su došli do slijedećeg zaključka: toplotne energije je rezultat interakcije između molekula materije, tj .. Unutrašnja energija tijela. brzina čestica zavisi od temperature i vrijednosti topline je direktno proporcionalna masi supstance. Na primjer, kantu vode ima viši toplotne energije nego što je ispunjen kup. Međutim, tanjurić sa toplom tečnost može imati manje topline od hladnoće sliva.

Kalorijska teorija, koja je predložena u 17. stoljeću, Galileo, naučnici su opovrgnute J. Joel i B. Rumford. pokazala su da vrućina nema nikakvu težinu i odlikuje isključivo mehaničkim kretanjem molekula.

Koji je iznos od topline oslobađa prilikom sagorijevanja supstance? Specifična toplota sagorijevanja

Do danas, svestran i širokoj upotrebi izvora energije su treset, nafta, ugljen, prirodni plin ili drva. Izgaranje ovih supstanci izdvaja određena količina topline se koristi za grijanje, pokrenuti mehanizme i sl. D. Kako mogu izračunati ove vrijednosti u praksi?

Za ovaj koncept je uveden sagorijevanje specifična toplota. Ova vrijednost ovisi o količini topline koja se oslobađa prilikom sagorijevanja 1 kg određene supstance. Ona se odredi slovo q i mjeri se u J / kg. U nastavku je tablica vrijednosti q neke od najčešćih vrsta goriva.

Inženjer za izgradnju i proračun motora potrebno je da znate količina toplote oslobađa prilikom sagorijevanja određene količine tvari. Za to možemo koristiti indirektne mjerenja po formuli Q = qm, gdje je Q - je kalorična vrijednost supstance, q - specifična toplina sagorijevanja (vrijednost stol), i m - dati masu.

formiranje topline pri izgaranju se temelji na fenomenu oslobađanja energije u formiranju hemijskih veza. Najjednostavniji primjer je sagorijevanje ugljičnog koje se nalaze u bilo kojoj od vrsta modernog goriva. Ugljen se spaljuje u prisustvu zraka i kombinira sa kiseonikom da formira ugljen-dioksida. Formiranje hemijskih veza javlja sa oslobađanje toplinske energije u okruženju, a energija osobe prilagođen će se koristiti za svoje potrebe.

Nažalost, nepromišljeno trošenje vrijednih resursa, kao što su ulje ili treseta, mogao bi uskoro dovesti do iscrpljivanja izvora proizvodnje ovih goriva. Već danas postoje električnih aparata, pa čak i novih modela automobila, koji se temelje na alternativnim izvorima energije, kao na suncu, voda ili energija Zemljine kore.

prijenos topline

Sposobnost razmjene toplinske energije unutar tijela ili jednog tijela na drugo se zove prijenos topline. Ovo se događa spontano i javlja se samo kada je razlika temperature. U najjednostavnijem slučaju, toplinska energija se prenosi iz više zagrijava na manje grijani tijelo dok dok ravnoteža je uspostavljena.

Tijelo opcionalno biti izvan došlo do transfera fenomen topline. U svakom slučaju, uspostavljanje ravnoteže može doći i na maloj udaljenosti između tih objekata, ali sporije nego kada su u kontaktu.

prijenos topline može se podijeliti na tri vrste:

1. Toplinska provodljivost.

2. Konvekcija.

3. blistav razmjene.

toplinska provodljivost

Ovaj fenomen se zasniva na prijenos toplinske energije između atoma ili molekula materije. Uzrok transmisije - slučajni kretanje molekula i njihove stalne sudara. Pri čemu toplota se prenosi iz jedne molekule na drugu lanca.

Gledajte toplote fenomen može paljenje bilo željeza materijala kada je površina eritema proteže glatko i postepeno slabi (određena količina topline se oslobađa u okolinu).

J. Fourier izvedena formula za toplotnog fluksa, koji je prikupio sve količine utiču na stepen provođenja toplote materijala (vidi. Sliku ispod).

U ovoj formuli, Q / t - toplotnog fluksa, λ - koeficijent toplotne provodljivosti, S - površina poprečnog presjeka, T / X - odnos temperaturna razlika između kraja tijelo se nalazi na određenoj udaljenosti.

Termalna provodljivost je tabelarnih vrijednosti. Ona ima praktičnu vrijednost za izolaciju kuće ili izolacije opreme.

toplotu

Drugi način za zagrijavanje, koja se zasniva na fenomen elektromagnetskog zračenja. Ona se razlikuje od konvekcije i provođenja toplote je da je transfer energije može javiti u vakuumu. Međutim, kao iu prvom slučaju, mora postojati temperaturna razlika.

Radiant razmjena - je primjer prenošenja toplotne energije sunca do zemljine površine, koja je odgovorna za poželjno infracrveno zračenje. Kako bi se utvrdilo koliko toplote stigne zemljine površine, oni su izgrađene brojne stanice koje prate promjene indikatora.

konvekcija

Konvekcija kretanje protok zraka je u direktnoj vezi sa fenomenom prijenos topline. Bez obzira na to koliko toplote prijavili smo tečnost ili gas, rastvorene molekule počinju da se kreću brže. Zbog toga, pritisak cijelog sistema je smanjen i iznos, naprotiv, povećava. To je razlog zašto je kretanje toplog zraka ili drugog plina teče prema gore.

Najjednostavniji primjer korištenja fenomena konvekcije u grijanje kuće prostor se može nazvati preko baterije. Oni se nalaze na dnu soba nije tako, i da se griju zrak koji je bio da raste, što je dovelo do protok cirkulacije kroz sobu.

Kako možete izmjeriti količinu toplote?

Žaru grijanje ili hlađenje se izračunava matematički pomoću posebnog uređaja - kalorimetar. Instaliranje izolovan predstavlja veliki brod napuni vodom. termometar za mjerenje početne temperature medij se spušta u tečnosti. Zatim umočen u zagrijava vodu tijelo za izračunavanje tečnosti promjenu temperature nakon uspostavljanja ravnoteže.

Povećanjem ili smanjenjem srednji t određuje, količina toplotne energije za grijanje tijela može se trošiti. Kalorimetar je jednostavan uređaj koji može registrirati promjenu temperature.

Također, koristeći kalorimetar može izračunati koliko topline oslobađa prilikom sagorijevanja materijala. Za tu svrhu, posudu napuni vodom, datum "bomba". Ovaj "bomba" je zatvorena posuda u kojoj se nalazi test supstance. Da bi se to sažeo specijalne elektrode za paljenje i komora je ispunjena kisikom. Nakon potpune agent sagorijevanje zabilježen promjene temperature vode.

Tokom ovih eksperimenata utvrđeno da su izvori topline su kemijske i nuklearne reakcije. Nuklearne reakcije se javljaju u dublje slojeve Zemlje, formirajući glavni topline snabdijevanje cijele planete. Oni se koriste i čovjek za proizvodnju energije tokom fuzije.

Primjeri kemijskih reakcija izgaraju tvari i razgradnje polimera na monomera u sistemu ljudskog probavnog. Kvaliteta i količine hemijskih veza u molekulu određuje koliko će topline ističu na kraju.

Ono što se mjeri vrućine?

Jedinica za mjerenje topline u SI sistemu je džul (J). Isto tako, ne-SI jedinice se koriste u svakodnevnom životu - kalorija. 1 kalorija jednak 4,1868 J i međunarodni standard baziran na 4.184 J. termohemije. Ranije sreli britanske termalne jedinice BTU, koji je rijetko koriste naučnici. 1 BTU = 1.055 J.