Termodynamiikan ja lämmönsiirto. Menetelmiä lämmön siirron ja laskentaan. Lämmönsiirto - se on ...

Tänään yritämme löytää vastauksen kysymykseen "Heat - että ..?". Tässä artikkelissa katsomme, että on prosessi, jossa sen laji esiintyy luonnossa, ja tietää, mikä on suhde lämmönsiirron ja termodynamiikan.

määritelmä

Lämpö - fyysinen prosessi, jonka ydin on siirtää lämpöenergiaa. Vaihto tapahtuu näiden kahden elimen tai niiden järjestelmä. Siten edellytys lämmönsiirto on lämmitettävän elinten vähemmän lämmitetty.

ominaisuuksia

Lämmönsiirto - tämä on sellainen ilmiö, joka voi tapahtua suorassa kosketuksessa, ja kun läsnä on väliseinät. Ensimmäisessä tapauksessa kaikki selvä, mutta toisella runko voidaan käyttää esteiden materiaalien, ympäristön. Lämmönsiirto tapahtuu silloin, kun järjestelmää, joka koostuu kahdesta tai useammasta elimet, ei ole tilassa terminen tasapaino. Eli yhden objekteista on suurempi tai pienempi lämpötila kuin muut. Täällä sitten siirtää lämpövoimalan. On loogista olettaa, että se saadaan päätökseen, kun järjestelmä tulee tilaan termodynaamisen tai terminen tasapaino. Prosessi tapahtuu spontaanisti, koska voimme kertoa toisen termodynamiikan.

tyypit

Lämmönsiirto - prosessi, joka voidaan jakaa kolmeen menetelmiä. Niillä on emäksinen luonne, sillä niissä on olemassa todellinen osa on omat erityispiirteensä samalla tasolla yleisen lakeja. Tänään on jaettu kolmeen eri lämmönsiirron. Tämän johtuminen, konvektio ja säteily. Aloitetaan ensimmäinen, ehkä.

Menetelmiä lämmön siirron. Lämmönjohtavuus.

Joten on omaisuutta materiaalin laitoksen asettavan energian siirto. Näin se siirretään kuumempi osa samaa, joka on kylmempää. Tämän perusteella ilmiö on periaate kaoottinen liikkeen molekyylejä. Tämä niin sanottu Brownin liike. Mitä suurempi kehon lämpötilan, sitä enemmän se liikkuu molekyylin, koska heillä on enemmän liike-energiaa. Prosessissa lämmönjohtavuus elektroneja, molekyylejä, atomeja. Se toteutetaan elinten eri puolilla joista ei ole yhdenvertaisia lämpötila.

Jos aine pystyy toteuttamaan lämpöä, voidaan puhua määrällinen ominaisuus. Tässä tapauksessa se roolissa lämmönjohtavuus. Tämä ominaisuus osoittaa, kuinka paljon lämpöä kulkee yksittäiset parametrit, pituus ja aikayksikköä kohden. Tässä tapauksessa, kehon lämpötila muuttuu täsmälleen 1 K.

Aikaisemmin uskottiin, että lämmön vaihto eri elimissä (mukaan lukien lämmön siirto runkorakenteita) johtuen siitä, että yhdestä runko-osa toiseen ns kalorien virtaa. Kuitenkin merkkejä sen todellinen olemassaolosta, kukaan ei ole löydetty, ja kun molekyyli-kineettinen teoria on kehittynyt tietylle tasolle, kyse kalorien ja unohdin ajatella, koska hypoteesin oli kestämätön.

Konvektion. Lämmönsiirto veden

Tällä tavalla lämpöenergian vaihtoon ymmärrettävä siirto sisäkierteet. Kuvitellaanpa vedenkeitin vettä. Kuten on tunnettua, lämmitetty ilma virtaa ylöspäin kiivetä. Kylmä, raskaampi pudota alaspäin. Miksi kaikki vesi pitäisi olla toisin? Hän on täsmälleen sama. Ja tietenkin tämän syklin, kaikki kerrokset vettä, ei väliä kuinka monta ne voivat olla, lämpenee ennen tilan terminen tasapaino. Tietyissä olosuhteissa, tietenkin.

säteily

Tämä menetelmä on periaatteessa sähkömagneettisen säteilyn. Se johtuu siitä, että energian. Voimakkaasti mennä teoriaan lämpösäteilyn ei ala, vain todeta, että syy tässä laitteessa varautuneiden hiukkasten, atomeja ja molekyylejä.

Yksinkertaisia tehtäviä lämmönjohtavuus

Nyt puhutaanpa miten käytännössä näyttää lämmönsiirto laskelmia. Oletetaan ratkaista yksinkertainen ongelma liittyy lämmön määrä. Oletetaan, että meillä on vesimassa vastaa puoli kiloa. Lähtöaineena veden lämpötila - 0 astetta, lopullinen - 100. Mielestämme Lämpömäärän käytetty kosketus massa lämmittämiseen ainetta.

Tämän tekemiseksi tarvitaan kaavan Q = cm (t ₂ -t _1), jossa Q - määrän lämpöä, c - erityinen lämpö vettä, m - massa materiaali, t ₁ - ensimmäinen, t ₂ - lopullinen lämpötila. Pohjavesi on c: n arvo luonnetta. Ominaislämpökapasiteetti on yhtä suuri kuin 4200 J / kg * C. Nyt korvata nämä arvot kaavaan. Huomaamme, että lämmön määrä on yhtä suuri kuin 210000 J, tai 210 kJ.

Ensimmäinen termodynamiikan

Termodynamiikan ja lämmönsiirto yhdistävät tiettyjä lakeja. Niiden perusteella - tieto siitä, että muutos energian järjestelmässä voidaan saavuttaa kahdella tavalla. Alkuperä - mekaaniset pisteytys toiminta. Toinen - viestin jonkin verran lämpöä. Periaatteen, muuten ensimmäinen termodynamiikan. Tässä on sanamuoto: Jos järjestelmä on raportoitu jonkin verran lämpöä, sitä tullaan käyttämään komission työhön ulkopuolisten tahojen tai kasvattaa sisäistä energiaa. Matemaattinen lauseke on: dQ = dU + dA.

Plus tai miinus?

Ehdottomasti kaikki arvot, jotka ovat osa matemaattista tallennuksen ensimmäisen termodynamiikan voidaan kirjoittaa kanssa "plus" ja jonka "miinus" merkki. Menetelmän valinta sanelee olosuhteet. Oletetaan, että järjestelmä vastaanottaa tietyn määrän lämpöä. Tällöin keho hänen lämpöä. Näin ollen, on kaasu laajennus ja, näin ollen, työ on tehty. Tämän seurauksena arvo on positiivinen. Jos lämmön määrä ottaa pois, kaasu jäähdytetään, työ tehdään sitä. Arvot inverse arvoja.

Vaihtoehtoinen muotoilu ensimmäisen termodynamiikan

Oletetaan, että meillä on erän moottori. Se työneste (tai järjestelmä), suorittaa syklinen prosessi. Sitä kutsutaan sykli. Tämän seurauksena järjestelmä palaa alkuperäiseen tilaansa. Olisi loogista olettaa, että tässä tapauksessa Sisäisen energian muutos on yhtä suuri kuin nolla. On käynyt ilmi, että lämmön määrä on yhtä suuri kuin täydellinen työ. Nämä säännökset mahdollistavat muotoilla ensimmäisen termodynamiikan on jo erilainen.

Tästä voimme ymmärtää, että luonnossa ei voi olla ikiliikkuja ensimmäisen lajin. Toisin sanoen laite, joka suorittaa työnsä suurempi määrä verrattuna energiaan, joka vastaanotetaan ulkopuolelta. Tällöin toiminnan tulisi suorittaa määräajoin.

Ensimmäinen termodynamiikan varten izoprotsessov

Mieti, aloittaa isokoorinen prosessiin. Allaan tilavuus pysyy vakiona. Joten, tilavuuden muutos on nolla. Näin ollen työ on myös nolla. Poistamme tämän komponentin ensimmäisestä termodynamiikan, ja sitten saadaan kaavan dQ = dU. Näin ollen, sillä isokoorinen ajan kaikki lämpö otetaan järjestelmään, jatkuu yhä sisäinen energia kaasun, tai niiden seokset.

Nyt puhutaan isobaa- prosessi. Pysyy vakiona paine siinä. Tällöin sisäinen energia muuttuu rinnakkain komission työssä. Tässä on alkuperäinen kaava: dQ = dU + PDV. Voimme helposti laskea suorittaa työtä. Se on yhtä suuri kuin lauseke Ur (t ₂ -T _1). Muuten, tämä on fyysinen merkitys yleinen kaasuvakio. Kun läsnä on yksi mooli kaasun ja lämpötilan ero, yksi komponentti Kelvin, yleinen kaasuvakio on yhtä suuri kuin työn aikana isobaa- prosessi.