Toplina - to je ... Što je količina topline oslobađa tijekom izgaranja?

Sve tvari imaju unutarnju energiju. Ova vrijednost se odlikuje brojnim fizičkim i kemijskim svojstvima, među kojima osobitu pozornost treba posvetiti toplinu. Ova vrijednost je apstraktna matematička vrijednost koja opisuje snagu molekularne interakcije tvari. Razumijevanje mehanizma izmjene topline može pomoći odgovoriti na pitanje, što je količina topline koja se oslobađa tijekom hlađenja i grijanja tvari i njihovo sagorijevanje.

Povijest otkrića topline

U početku, prijenos topline fenomen opisan je vrlo jednostavna i jasna: ako je temperatura materijala diže, on dobiva toplinu, a kod hlađenja, to ga izdvaja za okoliš. Međutim, toplina - to ne smatra dio tekućine ili tijelo mislilo prije tri stoljeća. Ljudi naivno vjerovao da se tvar sastoji od dva dijela: molekulama i topline. Sada malo se sjetiti da je „temperatura” Izraz na latinskom znači „mješavina”, a, primjerice, brončani govori kao o „kositra i bakra temperature”.

U 17. stoljeću postojale su dvije hipoteze koje mogu jasno objasniti fenomen topline i toplinskog prijenosa. Prvi je predložio 1613., Galileo. Njegov tekst je bio: „Toplina - to je neobična tvar koja može prodrijeti u bilo koju od tijela i od njih.” Galileo je imenovan ta tvar kalorija. On je tvrdio da kalorija se ne može nestati ili biti uništen, a samo u mogućnosti da se presele iz jednog tijela u drugo. Prema tome, više kalorija tvari je viša temperatura.

Druga hipoteza je došao 1620., a ponudio je filozof Bacon. On je naveo da je pod snažnim udarcima čekića glačalo zagrijava. Ovaj princip djeluje i gorivo vatru trenjem, na čelu Bacon razmišljati o molekularnoj prirodi topline. Tvrdio je da je mehaničko djelovanje na tijelo svojih molekula početi tući jedni protiv drugih, da se poveća brzinu kretanja, a time i podizanje temperature.

Rezultat je zaključak drugog hipotezu da topline - posljedica molekularne tvari mehaničkog djelovanja s drugim. Ova teorija za dugo vremena pokušava opravdati i dokazati Lomonosov eksperimentalno.

Toplina - to je mjera unutarnje energije,

Suvremeni znanstvenici su došli do sljedećeg zaključka: toplinska energija je rezultat interakcije između molekula materije, tj .. unutarnja energija tijela. brzina čestica ovisi o temperaturi i vrijednost toplina izravno je proporcionalna masi tvari. Na primjer, kanta vode ima veći toplinske energije nego napuni čašu. Međutim tanjur s vrućom tekućinom može imati manje topline od hladnog bazena.

Kalorijska teorija, koja je predložena u 17. stoljeću, Galileo, znanstvenici su opovrgnuo J. Joel i B. rumford. Su pokazali da je toplina nema težine i karakterizira isključivo mehaničkim gibanja molekula.

Koja je količina topline oslobađa tijekom izgaranja tvari? Specifična toplina izgaranja

Do danas, svestran i široko korištenih energenata su treset, nafta, ugljen, prirodni plin ili drva. Izgaranje tih tvari se dodjeljuje određena količina topline se koristi za grijanje, pokretanje mehanizama i slično. D. Kako mogu izračunati ove vrijednosti u praksi?

Za ovu koncept uveden sagorijevanja specifičnu toplinu. Ova se vrijednost ovisi o količini topline koja se oslobađa tijekom izgaranja 1 kg određene tvari. Je označena slovom q i mjeri se u J / kg. U nastavku je tablica vrijednosti q neke od najčešćih vrsta goriva.

Inženjer gradnje i izračun motori moraju znati količinu topline oslobođene tijekom izgaranja određenu količinu tvari. Za to možemo koristiti indirektne mjerenja formulom Q = Qm, gdje je Q - je kalorična vrijednost tvari, q - specifična toplina izgaranja (tablica vrijednost), i m - određene mase.

Formiranje topline pri izgaranju temelji se na fenomen energetskog puštanje u formiranju kemijskih veza. Najjednostavniji primjer je izgaranje ugljika koja je sadržana u bilo kojem od tipova modernih goriva. Ugljik izgara u prisutnosti zraka i u kombinaciji s kisikom kako bi se dobilo ugljičnog dioksida. Formiranje kemijskim vezama događa s izdavanjem toplinske energije u okoliš, a energija osobe koja je prilagođena uporabi za svoje potrebe.

Nažalost, nepotrebni izdatci vrijednih resursa poput nafte ili treseta, uskoro može dovesti do iscrpljivanja izvora proizvodnje ovih goriva. Već danas postoje električni uređaji pa čak i nove modele automobila, koji se temelje na alternativnim izvorima energije kao što su sunce, voda, energija iz zemljine kore.

prijenos topline

Sposobnost razmjene toplinske energije unutar tijela ili iz jednog tijela u drugo naziva se prijenos topline. Ova pojava nastaje spontano i javlja se samo kad je temperatura razlike. U najjednostavnijem slučaju, toplinska energija prenosi s više zagrijava na manje grijanom tijelo sve dok dok se ne uspostavi ravnoteža.

Tijelo prema potrebi biti izvan došlo do prijenosa fenomen topline. U svakom slučaju, uspostavljanje ravnoteže mogu se pojaviti i na maloj udaljenosti između tih objekata, ali sporije nego kad su u kontaktu.

Prijenos topline može se podijeliti u tri vrste:

1. toplinske vodljivosti.

2. konvekcijom.

3. zračenja razmjene.

toplinska vodljivost

Ovaj fenomen je na temelju prijenosa toplinske energije između atoma ili molekula tvari. Uzrok prijenosa - slučajnom kretanju molekula i njihovom stalnom sudara. Pri čemu se toplina prenosi s jedne molekule na drugi lanac.

Gledajte topline i fenomen može paljenja bilo željeznog materijala kada se eritem površina proteže glatko i postepeno slabi (određena količina topline ispušta u okoliš).

J. Fourier izveden formulu za protok topline, koji je sakupljen sve količine utječu na stupanj toplinske vodljivosti materijala (vidi, sliku ispod).

U ovoj formuli, Q / t - toplinski tok, λ - koeficijent toplinske vodljivosti, S - poprečnog presjeka, T / X - omjer temperaturne razlike između kraja tijela koji se nalazi na određenoj udaljenosti.

Toplinska vodljivost je u tablicama vrijednost. Ona ima praktičnu vrijednost za izolaciju kuće ili izolacije opreme.

zračenja topline

Drugi način na toplinu, koja se temelji na fenomen elektromagnetskog zračenja. Ona se razlikuje od konvekcijom i topline i da je prijenos energije se može dogoditi u vakuum prostora. Međutim, kao iu prvom slučaju, mora postojati temperaturna razlika.

Radiant razmjena - je primjer prijenos toplinske energije sunca do Zemljine površine, koja je odgovorna za bolje infracrvenog zračenja. Da bi se utvrdilo koliko topline dopire do površine Zemlje, oni su izgradili brojne postaje koje nadziru promjene indikatora.

konvekcija

Konvekcija pokret protok zraka izravno vezan uz proces izmjene topline. Bez obzira na to koliko topline smo izvijestili tekućinu ili plin, otopljene molekule počinju kretati brže. Zbog toga, pritisak na cijeli sustav 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 prostora može nazvati putem baterija. Oni se nalaze na dnu prostorije nije samo tako, a za zagrijavanje zraka koji je rasti, što dovodi do toka cirkulacije kroz sobu.

Kako možete izmjeriti količinu topline?

Toplina za grijanje ili hlađenje izračunava se matematički pomoću posebnog uređaja - kalorimetrije. Instaliranje izoliranom zastupa velikoj posudi ispunjenoj vodom. termometrom za mjerenje polaznog temperature medija je smanjena u tekućinu. Tada umoči u vodu zagrijava tijelo za izračunavanje promjena temperature tekućine nakon uspostavljanja ravnoteže.

Povećanjem ili smanjenjem srednjeg t određuje se količina topline za zagrijavanje tijela se potroše. Kalorimetra je jednostavan uređaj koji se može registrirati promjenu temperature.

Također, pomoću kalorimetra može izračunati koliko topline oslobođene tijekom izgaranja materijala. U tu svrhu, posuda napuni vodom, stavio „bombu”. Ovaj „bomba” je zatvorena posuda u kojoj se nalazi ispitna tvar. Da bi se to sažeti posebne elektrode za paljenje i komora ispunjena kisikom. Nakon potpunog sredstvo za sagorijevanje bilježi promjene u temperaturi vode.

Tijekom tih pokusa utvrđeno da su izvori topline su kemijske i nuklearne reakcije. Nuklearne reakcije javljaju se u dubljim slojevima Zemlje, tvoreći glavni dovod topline cijelog planeta. Oni su također korišteni od strane čovjeka za proizvodnju energije tijekom fuzije.

Primjeri kemijskih reakcija spaljivanja tvari i razgradnju polimera monomera u ljudskom probavnom sustavu. Kvaliteta i količina kemijske veze u molekuli određuje koliko topline će stajati na kraju.

Što se mjeri vrućine?

Jedinica mjerenja topline u SI sustav je Joule (J). Također, ne-SI jedinice se koriste u svakodnevnom životu - kalorija. 1 kalorija jednak 4.1868 J i međunarodnim standardom temelju 4.184 J. termokemija. Ranije susreo British thermal unit BTU, što je rijetko korišten od strane znanstvenika. 1 = 1,055 BTU J.