Ngrohjes - kjo është ... Çfarë është sasia e nxehtësisë lirohet gjatë djegies?

Të gjitha substancat kanë një energji të brendshme. Kjo vlerë është e karakterizuar nga një numër vetitë fizike dhe kimike, ndër të cilat vëmendje e veçantë duhet t'i paguhen të ngrohjes. Kjo vlerë është një vlerë abstrakte matematikore që përshkruan fuqinë e substancës molekulare ndërveprimit. Kuptimi ngrohjes mekanizmin e këmbimit mund të ndihmojë për t'iu përgjigjur pyetjes, se çfarë sasia e ngrohjes çliruar gjatë ftohjes dhe ngrohjes substancave dhe djegies së tyre.

Historia e zbulimit të ngrohjes

Fillimisht, fenomeni transferimin e nxehtësisë përshkruar është shumë e thjeshtë dhe e qartë: nëse temperatura e materialit rritet, ajo merr ngrohjes, dhe në rastin e ftohjes, ajo ndan atë në mjedis. Megjithatë, ngrohjes - kjo nuk është konsideruar si një komponent i lëngjeve ose trupi u menduar tre shekuj më parë. Njerëzit me naivitet besojnë se substanca përbëhet nga dy pjesë: molekulat dhe ngrohtësi. Tani pak mos harroni se termi "temperatura" në latinisht do të thotë një "përzierje", dhe, për shembull, një bronz parathënë si "kallaji dhe bakri temperaturës".

Në shekullin e 17 ka qenë dy hipotezat që mund të shpjegojë qartë fenomenin e ngrohjes dhe ngrohjes transferimin. propozuar për herë të parë në vitin 1613, Galileo. Formulimi i saj ishte: "Vapa - kjo është një substancë e pazakontë që mund të depërtojnë në ndonjë trup dhe jashtë prej tyre." Galileo quajtur këtë kalori substancë. Ai argumentoi se kalori nuk mund të zhduket ose të shkatërrohen, dhe vetëm në gjendje për të lëvizur nga një trup në tjetrin. Prandaj, sa më shumë në thelb kalori, më e lartë temperatura e saj.

Hipoteza e dytë erdhi në 1620, dhe e ofroi për të filozofit Bacon. Ai vuri në dukje se nën goditjet e fuqishme e çekan hekuri nxehet. Ky parim operuar dhe duke nxitur zjarrin nga fërkimi, të udhëhequr Bacon për të menduar në lidhje me natyrën molekulare e ngrohjes. Ai pohoi se veprimi mekanik në trupin e molekulave të tij fillon t'i rrahë kundër njëri-tjetrit, për të rritur shpejtësinë e lëvizjes dhe në këtë mënyrë të rrisë temperaturën.

Rezultati ishte përfundimi i hipotezës së dytë që Heat - rezultat i substancave të veprimit mekanik molekulare me njëri-tjetrin. Kjo teori për një kohë të gjatë duke u përpjekur për të justifikuar dhe për të provuar Lomonosov eksperimentalisht.

Ngrohjes - kjo është një masë e energjisë së brendshme,

Dijetarët moderne kanë ardhur në përfundim në vijim: energjia termike është rezultat i bashkëveprimit në mes molekulave të materies, dmth .. energjia e brendshme të trupit. shpejtësia grimcë varet nga temperatura dhe vlera e ngrohjes është në proporcion me masën e substancës. Për shembull, një kovë me ujë ka një energji të lartë të ngrohjes se kupa e mbushur. Megjithatë disk me lëng të nxehtë mund të ketë më pak nxehtësi se pellgut të ftohtë.

Teoria kalori, e cila u propozua në shekullin e 17, Galileo, shkencëtarët kanë hedhur poshtë J. Joel dhe B. Rumford. Ata provuar se ngrohjes nuk ka ndonjë peshë dhe karakterizohet ekskluzivisht me lëvizje mekanike të molekulave.

Çfarë është sasia e nxehtësisë lirohet gjatë djegies së substancës? ngrohjes specifike e djegies

Deri më sot, burimet e të gjithanshëm dhe të përdorur gjerësisht të energjisë janë torfe, naftës, qymyrit, gazit natyror apo druri. Djegia e këtyre substancave është ndarë një sasi të caktuar të ngrohjes është përdorur për ngrohje, të fillojë mekanizma dhe si. D. Si mund të llogarisim këtë vlerë në praktikë?

Për këtë koncept është futur djegies ngrohjes specifike. Kjo vlerë varet nga sasia e nxehtësisë e cila është lëshuar gjatë djegies së 1 kg të një substance të caktuar. Ajo është e përcaktuar nga shkronja q dhe është i matur në J / kg. Më poshtë është një tabelë e vlerave të Q disa nga llojet më të zakonshme të karburantit.

Inxhinier ndërtimi dhe motorët e llogaritjes duhet të dinë sasinë e nxehtësisë lirohet gjatë djegies së një sasi të caktuar të substancës. Për këtë mund të përdorim matjet indirekte nga Q formulës = QM, ku Q - është vlera kalorifike i substancës, q - nxehtësisë specifike e djegies (vlera tabela), dhe m - një masë të caktuar.

Formimi i ngrohjes gjatë djegies është i bazuar në fenomenin e lirimit të energjisë në formimin e lidhjeve kimike. Shembulli i thjeshtë është djegia e karbonit që përmbahet në ndonjë nga llojet e lëndëve djegëse moderne. Karbon është djegur në prani të ajrit dhe kombinon me oksigjen te formuar dyoksid karboni. Formimi i lidhjeve kimike ndodh me lirimin e energjisë termike në mjedis, dhe energjia e personit përshtatur për të përdorur për qëllimet e tyre.

Për fat të keq, shpenzimet e pamatur e burimeve të vlefshme të tilla si nafta apo torfe, së shpejti mund të çojë në shterimin e burimeve të prodhimit të këtyre lëndëve djegëse. Tashmë sot ka pajisje elektrike dhe modelet e makinave edhe të reja, të cilat janë të bazuara në burimet alternative të energjisë të tilla si rrezet e diellit, ujit, ose energjia e kores së tokës.

transferimin e nxehtësisë

Aftësia për të shkëmbyer energji termike brenda trupit ose nga një trup në tjetrin quhet transferimin e nxehtësisë. Ky fenomen ndodh në mënyrë spontane dhe ndodh vetëm kur dallimet temperaturës. Në rastin më të thjeshtë, energjia termike është transferuar nga një më të nxehtë për një trup më të ndezur deri deri sa është themeluar ekuilibrit.

Body opsionale të jenë të jashtëm për të ndodhur transferimin fenomen nxehtësisë. Në çdo rast, vendosja e ekuilibrit mund të ndodhë dhe një distancë të shkurtër në mes të këtyre objekteve, por me një ritëm më të ngadaltë se kur ata janë në kontakt.

transferimin e nxehtësisë mund të ndahen në tri lloje:

1. përçueshmëri termike.

2. convection.

3. Shkëmbimi rrezatues.

përçueshmëri termike

Ky fenomen është i bazuar në transferimin e energjisë termike në mes të atomeve ose molekulave të materies. Shkak i transmetimit - lëvizja e rastësishme e molekulave dhe përplasja e tyre të vazhdueshme. Ku ngrohjes është transferuar nga një molekulë në një tjetër zinxhir.

Shikojnë ngrohjes përçueshmëri fenomen mund ndezjen e çdo materiali hekuri kur sipërfaqja eritemë shtrihet normalisht dhe gradualisht attenuates (një sasi të caktuar të ngrohjes është lëshuar në mjedis).

J. Furierit rrjedh një formulë për fluksin e nxehtësisë, e cila ka mbledhur të gjitha sasitë që ndikojnë në shkallën e materialit përçueshmëri ngrohjes (shih. Figura më poshtë).

Në këtë formulë, Q / t - fluksi ngrohjes, λ - koeficienti përçueshmëri termike, S - kryq seksional zonë, T / X - raporti i diferencës temperaturës në mes të fund të trupit të vendosura në një distancë të caktuar.

përçueshmëri termike është vlera tabuluar. Ajo ka vlerë praktike për izolimin e një shtëpie apo izolim pajisjeve.

ngrohjes rrezatues

Një tjetër mënyrë për të ngrohur, e cila është e bazuar në fenomenin e rrezatimit elektromagnetik. Ajo ndryshon nga convection dhe përçueshmëri ngrohjes është se transferimi i energjisë mund të ndodhë në hapësirën vakum. Megjithatë, si në rastin e parë, duhet të ketë një ndryshim të temperaturës.

Radiant këmbimit - është një shembull i transferimit të energjisë nxehtësia e diellit të sipërfaqes së tokës, e cila është përgjegjëse për rrezatimin infra të kuqe mundësisht. Për të përcaktuar se sa të ngrohjes arrin sipërfaqen e tokës, ato ishin ndërtuar stacione të shumta që monitorojnë ndryshimin e treguesit.

convection

Lëvizja rrjedha e ajrit convection është e lidhur direkt me fenomenin transferimin e nxehtësisë. Pa marrë parasysh se sa të ngrohjes kemi raportuar një lëng ose gaz, molekula solucion të fillojnë të lëvizin më shpejt. Për shkak të kësaj, presioni i të gjithë sistemit është reduktuar dhe shuma e, në të kundërtën, rritet. Kjo është arsyeja pse lëvizja e ajrit të ngrohtë ose gazit tjetër rrjedh lart.

Shembulli i thjeshtë i përdorimit të fenomenit të convection në ngrohjen e hapësirave në shtëpi mund të quhet me anë të baterive. Ato janë të vendosura në pjesën e poshtme të dhomës nuk është vetëm kaq, dhe për të ngrohur ajrin e cila do të rritet, duke çuar në rrjedhën e qarkullimit nëpër dhomë.

Si mund të matur sasinë e ngrohjes?

Nxehtësia e ngrohje apo ftohje është llogaritur matematikisht duke përdorur një pajisje të veçantë - Kalorimetri. Instalimi i izoluar i perfaqesuar nga një enë të madhe të mbushur me ujë. nje termometri për matjen e temperaturës fillestare e mediumit ulet në të lëngshme. Pastaj zhytur në trupin e ujit të nxehtë për të llogaritur ndryshimin fluide temperaturës pas vendosjes së ekuilibrit.

Me rritjen apo uljen e mesme t është e përcaktuar, sasia e nxehtësisë për ngrohjen e trupit për të shpenzuar. Kalorimetri është një pajisje e thjeshtë që mund të regjistrojë ndryshimin e temperaturës.

Gjithashtu, duke përdorur një Kalorimetri mund të llogaritur se sa e nxehtësisë lirohet gjatë djegies së materialeve. Për këtë qëllim, një anije e mbushur me ujë, të vendosur "bombën". Kjo "bombë" është një anije e mbyllur, në të cilën substanca testi është e vendosur. Për këtë përmblodhi elektroda të veçanta për ndezjen dhe dhoma është e mbushur me oksigjen. Pas agjent të plotë të djegies shënuar ndryshim në temperaturën e ujit.

Gjatë këtyre eksperimenteve të përcaktuara se burimet e ngrohjes janë reaksionet kimike dhe bërthamore. reagimet bërthamore ndodhin në shtresat më të thella të Tokës, duke formuar furnizimin kryesor të ngrohjes e të gjithë planetin. Ato janë përdorur edhe nga njeriu për të prodhuar energji gjatë shkrirjes.

Shembuj të reaksioneve kimike janë djegur substancave dhe dekompozim e polimere të monomereve në sistemin e tretjes të njeriut. Cilësia dhe sasia e obligacioneve kimike në molekulën e përcakton se sa të ngrohjes do të dal në fund.

Ajo që matet nga të nxehtit?

Njesia e matjes së nxehtësisë në sistemin SI është xhaul (J). Gjithashtu, njësitë jo-SI janë përdorur në jetën e përditshme - kalori. 1 kalori barabartë me 4.1868 J dhe standardet ndërkombëtare bazuar në 4,184 J. termokimi. Më parë u takua britanik BTU termike njësi, e cila ka përdorur rrallë nga shkencëtarët. 1 BTU = 1.055 J.