Ang termodinamika at init transfer. Paraan ng init transfer at pagkalkula. Heat transfer - ito ay ...

Ngayon kami ay subukan upang mahanap ang sagot sa tanong na "Heat - iyon ..?". Sa artikulong ito isaalang-alang namin na ay isang proseso, na kung saan ang species na umiiral sa kalikasan, at alam kung ano ang kaugnayan sa pagitan ng init transfer at termodinamika.

depinisyon

Heat Transfer - isang pisikal na proseso, ang kakanyahan ng kung saan ay upang maglipat ng init enerhiya. Exchange maganap sa pagitan ng dalawang mga katawan, o sa kanilang mga system. Kaya paunang kinakailangan heat transfer ay sa pamamagitan ng isang heated katawan sa isang mas heated.

Mga Tampok proseso

Heat transfer - ito ay ang uri ng hindi pangkaraniwang bagay na maaaring mangyari sa pamamagitan ng direktang contact, at sa presensya ng naghahati pader. Sa unang kaso, ang lahat ng malinaw, ngunit sa ikalawang katawan upang magamit bilang mga hadlang materyales, kapaligiran. Heat transfer ay magaganap sa mga kaso kung saan ang sistema na binubuo ng dalawa o higit pang mga katawan, ay hindi sa isang estado ng thermal equilibrium. Iyon ay, ang isa sa mga bagay ay may isang mas mataas o mas mababang temperatura kaysa sa iba. Narito pagkatapos ay ang paglipat ng thermal kapangyarihan. Ito ay lohikal na ipalagay na ito ay makukumpleto kapag ang sistema ay dumating sa isang estado ng termodinamikong o thermal equilibrium. Ang proseso ay nangyayari spontaneously, tulad ng maaari naming sabihin ang ikalawang batas ng termodinamika.

uri

Heat transfer - isang proseso na maaaring nahahati sa tatlong mga pamamaraan. Sila ay magkakaroon ng isang pangunahing likas na katangian, dahil sa ang mga ito doon ay isang tunay na sub na may sariling katangian sa isang par na may pangkalahatang mga batas. Ngayon ay nahahati sa tatlong mga uri ng heat transfer. Ito pagpapadaloy, kombeksyon at radiation. Magsimula tayo sa unang, marahil ipaalam.

Paraan ng heat transfer. Thermal kondaktibiti.

Kaya ay ang ari-arian ng isang materyal na katawan upang gumawa ng enerhiya transfer. Kaya ito ay ililipat mula sa mas mainit na bahagi ng parehong na ay colder. Ang batayan ng mga ito kababalaghan ay ang prinsipyo ng magulong galaw ng molecules. Ang tinatawag na Brownian motion. Ang mas malaki ang temperatura ng katawan, ang mas gumagalaw ito sa Molekyul, dahil mayroon silang isang malawak na kinetiko enerhiya. Ang proseso ay nagsasangkot ng thermal pagpapadaloy electron, molecules, atoms. Ito ay isinasagawa sa katawan, iba't-ibang mga bahagi ng kung saan ay mayroon patas temperatura.

Kung ang sangkap ay magagawang upang magsagawa ng init, maaari naming makipag-usap ng isang nabibilang na katangian. Sa kasong ito, ito ay gumaganap ang papel ng thermal kondaktibiti. Katangian na ito ay nagpapahiwatig kung magkano ang init ay ipinapasa sa pamamagitan ng mga indibidwal na mga parameter ng haba at lugar sa bawat yunit ng panahon. Sa kasong ito, ang temperatura ng katawan ay magbabago sa pamamagitan ng eksaktong 1 K.

Dati ito ay naniniwala na ang palitan ng init sa iba't ibang mga katawan (kabilang ang mga istraktura init transmission frame) dahil sa ang katunayan na ang mula sa isang bahagi ng katawan sa isa pang tinatawag na pagkainit ng daloy. Gayunman, ang mga palatandaan ng kanyang tunay na pag-iral, ang isa ay natagpuan, at kapag ang molecular-kinetiko teorya ay bumuo sa isang tiyak na antas, ang lahat ng tungkol sa mga mainit at nakalimutan mag-isip, dahil ang teorya ay hindi bagay.

Kombeksyon. Ang init transfer ng tubig

Sa pamamagitan ng paraang ito ang init enerhiya exchange naiintindihan transfer na may panloob na mga thread. Ipaalam sa amin isipin ang isang takure ng tubig. Bilang ay kilala, ng pinainitang air daloy paitaas umakyat. Isang malamig, mas mabibigat na mahulog pababa. Kaya bakit ang lahat ng tubig dapat itong maging kung hindi man? Siya ay eksaktong kapareho. At sa kurso ng cycle na ito, ang lahat ng mga layer ng tubig, hindi mahalaga kung gaano karaming mga ito ay maaaring maging, ay uminit bago ang state of thermal equilibrium. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, siyempre.

radyasyon

Ang pamamaraan na ito ay ang prinsipyo ng electromagnetic radiation. Ito ay dahil sa ang panloob na enerhiya. Matindi pumunta sa teorya ng init radiation ay hindi magsimula, tandaan lamang na ang dahilan dito ay ang aparato ng sisingilin particle, atoms at molecules.

Simple gawain sa thermal kondaktibiti

Ngayon sabihin makipag-usap tungkol sa kung paano, sa pagsasanay kamukha kalkulasyon init transfer. ni malutas ang isang simpleng problema na may kaugnayan sa ang dami ng init Hayaan. Ipaalam sa amin ipagpalagay na kami ay may isang masa ng tubig na katumbas ng kalahati ng isang kilo. Ang simula water temperature - 0 degrees Celsius, final - 100. Nakakatagpo kami ng init na dami ginugol contact mass para sa pagpainit ng sangkap.

Upang gawin ito kailangan namin ang formula Q = cm (t ₂ -t _1), kung saan Q - halaga ng init, c - ang mga tiyak na init ng tubig, m - mass ng materyal, t ₁ - inisyal, t ₂ - pangwakas na temperatura. Tubig talahanayan ay ang halaga ng c character. Tukoy init kapasidad ay katumbas ng 4200 J / kg * C. Ngayon kami ay palitan ang mga halagang ito sa formula. nakita namin na ang halaga ng init ay katumbas ng 210,000 J, o 210 kJ.

Ang unang kautusan ng termodinamika

Ang termodinamika at init transfer ay naka-link sa pamamagitan ng ilang mga batas. Sa kanilang batayan - ang kaalaman na ang pagbabago sa panloob na enerhiya sa sistema ay maaaring nakakamit sa pamamagitan ng dalawang mga pamamaraan. Pinagmulan - mekanikal pagmamarka operasyon. Ang pangalawang - ang isang mensahe sa isang tiyak na halaga ng init. Batay sa mga prinsipyo na ito, sa pamamagitan ng ang paraan, ang unang batas ng termodinamika. Narito ang paraan ng pagsasalita: Kung ang sistema ay naiulat tiyak na halaga ng init, ito ay ginugol sa komisyon trabaho sa mga panlabas na mga katawan o dagdagan ang panloob na enerhiya. Ang mathematical expression ay: dQ = du + dA.

Plus o minus?

Hinding ang lahat ng mga halaga na ito ay bahagi ng matematikal na pag-record ng unang kautusan ng termodinamika ay maaaring isulat bialng may "plus" at may isang sign "minus". Ang pagpili ng proseso ay dictated sa pamamagitan ng ang mga kondisyon. Ipaalam sa amin ipalagay na ang sistema na natatanggap ng isang tiyak na halaga ng init. Sa kasong ito, ang katawan sa kanyang init. Bilang resulta, mayroong isang gas Pagpapalawak at, dahil diyan, trabaho ay tapos na. Bilang isang resulta, ang halaga ay magiging positibo. Kung ang dami ng init na kinuha ang layo, ang gas ay cooled, trabaho ay tapos na dito. Ang mga halaga ay kabaligtaran halaga.

Isang alternatibo pagbabalangkas ng mga unang kautusan ng termodinamika

Ipagpalagay na kami ay may isang batch engine. Ito ay nagtatrabaho likido (o sistema), magsagawa ng cyclic na proseso. Ito ay tinatawag na isang cycle. Bilang isang resulta, ang sistema ay bumalik sa kanyang orihinal na estado. Ito ay magiging lohikal na ipalagay na sa kasong ito ang pagbabago sa panloob na enerhiya ay katumbas ng zero. Ito ay lumiliko out na ang halaga ng init ay magiging katumbas ng perpektong trabaho. Ang mga probisyon gawing posible upang bumalangkas ng unang kautusan ng termodinamika ay naka naiiba.

Mula ito maaari naming maunawaan na sa likas na katangian ay hindi maaaring maging isang panghabang-buhay paggalaw machine ng unang uri. Iyon ay, isang aparato na gumaganap ng trabaho sa isang mas malaking halaga kung ihahambing sa ang enerhiya na natanggap mula sa labas. Sa kasong ito, aksyon ay dapat na ginanap sa pana-panahon.

Ang unang kautusan ng termodinamika para izoprotsessov

Isaalang-alang, upang simulan isochoric proseso. Sa ilalim siya ng lakas ng tunog ay nananatiling pare-pareho. Kaya, ang lakas ng tunog pagbabago ay zero. Bilang resulta, ang gawa ay magiging zero. Kami ay alisin ang mga bahagi mula sa unang kautusan ng termodinamika, at pagkatapos makuha ang formula dQ = du. Samakatuwid, para sa isochoric proseso ang lahat ang init ilagay sa isang sistema, napupunta sa pagtaas ng panloob na enerhiya ng gas, o mixtures nito.

Ngayon sabihin makipag-usap tungkol sa isang isobaric proseso. Ay nananatiling pare-pareho ang presyon doon. Sa kasong ito, ang panloob na enerhiya ay magbabago sa parallel komisyon trabaho. Dito ay ang orihinal na formula: dQ = du + PDV. Maaari naming madaling kalkulahin magsagawa ng trabaho. Ito ay magiging katumbas ng expression uR (T ₂ -T _1). Sa pamamagitan ng ang paraan, ito ay ang pisikal na kahulugan ng universal gas constant. Sa pagkakaroon ng isang mole ng gas at ang temperatura pagkakaiba, isa sa mga bahagi Kelvin, ang unibersal na gas constant ay katumbas ng ang gawain na ginawa sa panahon ng isang isobaric proseso.