Thermodynamics na joto uhamisho. Mbinu za joto uhamisho na hesabu. Uhamishaji wa joto - ni ...

Leo sisi kujaribu kupata jibu la swali "Joto - kwamba ..?". Katika makala hii tunaona kwamba ni mchakato, ambayo aina yake zipo katika asili, na kujua nini ni uhusiano kati ya joto uhamisho na thermodynamics.

ufafanuzi

Joto Transfer - mchakato wa kimwili, kiini cha ambayo ni ya kuhamisha joto nishati. Exchange unafanyika baina ya bahari mbili, au mfumo wao. Hivyo sharti uhamishaji wa joto itakuwa na miili moto hadi chini moto.

mchakato Features

Uhamishaji wa joto - hii ni aina ya uzushi ambayo yanaweza kutokea kwa kuwasiliana moja kwa moja, na mbele ya kugawa kuta. Katika kesi ya kwanza, yote wazi, lakini katika mwili wa pili kutumika kama nyenzo vikwazo, mazingira. Uhamishaji wa joto kutokea katika hali ambapo mfumo yenye miili miwili au zaidi, si katika hali ya usawa mafuta. Hiyo ni, moja ya vitu ina joto ya juu au ya chini kuliko nyingine. Hapa ndipo uhamisho nguvu mafuta. Ni mantiki kudhani kuwa itakuwa imekamilika wakati mfumo huja katika hali ya thermodynamic au usawa mafuta. mchakato hutokea kwa hiari, kama tunaweza kujua sheria ya pili ya Thermodynamics.

aina

Uhamishaji wa joto - mchakato ambao unaweza kugawanywa katika njia tatu. Wao watapata asili ya msingi, kwa sababu ndani yake kuna ndogo halisi na sifa yake mwenyewe sambamba na sheria kwa ujumla. Leo imegawanywa katika tatu aina ya uhamisho joto. Hii upitishaji, convection na mionzi. Hebu tuanze na la kwanza, labda.

Mbinu za uhamisho joto. Conductivity mafuta.

Hivyo ni mali ya mwili nyenzo ya kufanya uhamisho nishati. Hivyo ni kuhamishwa kutoka sehemu moto ya sawa kwamba ni baridi. msingi wa jambo hili ni kanuni ya mwendo machafuko ya molekuli. Hii kinachojulikana Brownian mwendo. zaidi ya joto la mwili, zaidi hatua katika molekuli, kwa sababu wana zaidi kinetic nishati. unahusisha mafuta upitishaji elektroni, molekuli, atomi. Ni unafanywa katika miili, sehemu mbalimbali za ambayo joto usawa.

Kama kitu uwezo wa kufanya joto, tunaweza kusema ya tabia upimaji. Katika hali hii, ina jukumu ya conductivity mafuta. Tabia hii inaonyesha ni kiasi gani joto hupitia vigezo binafsi ya urefu na eneo kwa kila wakati kitengo. Katika hali hii, joto la mwili itabadilika na hasa 1 K.

Hapo awali iliaminika kwamba kubadilishana joto katika miili tofauti (ikiwa ni pamoja na miundo joto maambukizi fremu) kutokana na ukweli kwamba kutoka kwa mmoja sehemu ya mwili hadi nyingine kinachojulikana mtiririko caloric. Hata hivyo, dalili za kuwepo kwake halisi, hakuna mtu ameona, na wakati nadharia Masi-kinetic ina maendeleo kwa kiwango fulani, kuhusu caloric na kusahau kufikiri, kwa sababu nadharia ni halikubaliki.

Convection. maji joto uhamisho

Kwa njia hii ya fedha za joto nishati kueleweka uhamisho na nyuzi za ndani. Hebu fikiria aaaa ya maji. Kama inajulikana, hewa moto unapita zaidi ya kupanda. baridi, nzito kuanguka chini. Hivyo kwa nini maji wote wanapaswa kuwa vinginevyo? Yeye ni sawa. Na katika hali ya mzunguko huu, tabaka zote za maji, bila kujali jinsi wengi walipo, itakuwa joto juu kabla ya hali ya usawa mafuta. Katika hali fulani, bila shaka.

mionzi

Njia hii ni kanuni ya mionzi ya umeme. Ni kutokana na nishati ya ndani. Kwa nguvu kwenda katika nadharia ya mionzi ya joto kuanza, tu kumbuka kuwa sababu hapa ni kifaa wa kushtakiwa chembe chembe na molekuli.

kazi rahisi juu ya conductivity mafuta

Sasa hebu majadiliano juu ya jinsi gani, kwa vitendo inaonekana kama hesabu joto uhamisho. Hebu kutatua tatizo rahisi kuhusiana na wingi wa joto. Hebu kudhani kwamba tuna wingi wa maji sawa na nusu kilo. kuanzia maji ya joto - 0 nyuzi, fainali - 100. Tunapata joto kiasi alitumia kuwasiliana habari kwa ajili ya inapokanzwa dutu.

Ili kufanya hivyo, tunahitaji formula Q = cm (t ₂ -t _1), ambapo Q - kiasi cha joto, c - maalum joto ya maji, m - wingi wa vifaa, t ₁ - awali, t ₂ - mwisho joto. meza maji ni thamani ya tabia c. Maalum joto uwezo ni sawa na 4200 J / kg * C. Sasa sisi badala maadili haya katika formula. Tunaona kwamba kiasi cha joto ni sawa na 210,000 J, au 210 KJ.

sheria ya kwanza ya Thermodynamics

thermodynamics na uhamisho joto yanahusiana na sheria fulani. Katika msingi wao - elimu kuwa mabadiliko katika nishati ya ndani katika mfumo inaweza kupatikana kwa njia mbili. Mwanzo - mitambo bao utendaji. pili - ujumbe kiasi fulani cha joto. Kulingana na kanuni hii, kwa njia, sheria ya kwanza ya Thermodynamics. Hapa ni maneno: Kama mfumo imeripotiwa kiasi fulani cha joto, itakuwa kutumika katika tume kazi juu ya miili ya nje au kwa nyongeza nishati yake ya ndani. kujieleza hisabati ni: DQ = du + Da.

Plus au bala?

Kabisa thamani zote ambazo ni sehemu ya kurekodi hisabati ya sheria ya kwanza ya Thermodynamics inaweza kuandikwa kama na "plus" na kwa "minus" ishara. uchaguzi wa mchakato kuwa dictated na masharti. Hebu kudhani kuwa mfumo inapata kiasi fulani cha joto. Katika hali hii, mwili katika joto yake. Kwa hiyo, kuna upanuzi wa gesi, na hivyo, kazi ni kosa. Kwa sababu hiyo, thamani itakuwa chanya. Kama kiasi cha joto imeondolewa, gesi ni kilichopozwa, kazi ni kosa juu yake. maadili itakuwa Inverse maadili.

uundaji mbadala wa sheria ya kwanza ya Thermodynamics

Tuseme kwamba tuna injini kundi. Ni maji ya kazi (au mfumo), kufanya mchakato mzunguko. Hiyo inaitwa mzunguko. Matokeo yake, mfumo kurudi katika hali yake ya awali. Itakuwa mantiki kudhani kuwa katika kesi hii ya mabadiliko katika nishati ya ndani ni sawa na sifuri. Ni zinageuka kuwa kiasi cha joto itakuwa sawa na kazi kamilifu. maandalizi hayo, inawezekana kuunda sheria ya kwanza ya Thermodynamics tayari tofauti.

Kutokana na hili tunaweza kuelewa kwamba katika asili hawezi kuwa daima mwendo mashine ya aina ya kwanza. Hiyo ni, kifaa kwamba hufanya kazi kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na nishati walipokea kutoka nje. Katika hali hii, hatua lazima kuwa walifanya mara kwa mara.

sheria ya kwanza ya Thermodynamics kwa izoprotsessov

Fikiria, kwa kuanza mchakato isochoric. Chini yake kiasi bado mara kwa mara. Hivyo, mabadiliko kiasi itakuwa sifuri. Kwa hiyo, kazi pia kuwa sifuri. Sisi kuondoa sehemu hii sheria ya kwanza ya Thermodynamics, na kisha kupata formula DQ = du. Kwa hiyo, kwa ajili ya mchakato isochoric joto kila kuweka katika mfumo, unaendelea kuongezeka nishati ya ndani ya gesi, au mchanganyiko wake.

Sasa hebu majadiliano juu ya mchakato isobaric. Bado mara kwa mara shinikizo humo. Katika hali hii, nishati ya ndani itabadilika katika kazi sambamba tume. Hapa ni formula ya awali: DQ = du + PDV. Tunaweza kwa urahisi mahesabu kufanya kazi. Itakuwa sawa na ur kujieleza (T ₂ -T _1). Kwa njia, hii ni maana ya kimwili ya gesi ya mara kwa mara kwa wote. Mbele ya mole moja ya gesi na tofauti joto, sehemu moja Kelvin, wote gesi ya mara kwa mara ni sawa na kazi iliyofanywa wakati wa mchakato wa isobaric.