Chalè se ... Ki kantite chalè yo pral lage pandan combustion?

Tout sibstans ki gen enèji entèn yo. Sa a valè ki karakterize pa yon kantite pwopriyete fizik ak chimik, nan mitan ki te atansyon espesyal yo ta dwe peye nan chalè. Valè sa a se yon valè abstrè matematik ki dekri fòs entèraksyon nan molekil matyè yo. Konprann chalè mekanis echanj ka ede reponn kesyon an, ki sa kantite lajan nan chalè libere pandan refwadisman ak chofaj sibstans ki sou ak ki degaje konbisyon yo.

Istwa nan dekouvèt la nan fenomèn nan chalè

Okòmansman, yo te fenomèn nan transfere chalè trè senp epi konprann: si tanperati a nan sibstans la leve, li resevwa chalè, ak nan ka refwadisman li degaje li nan anviwònman an. Sepandan, chalè se pa yon pati entegral nan likid la oswa kò nan kesyon, kòm te panse twa syèk de sa. Moun ki naivman kwè ke sibstans la konsiste de de pati: molekil pwòp li yo ak chalè. Koulye a, trè kèk moun sonje ke tèm "tanperati a" nan Latin vle di "melanj", ak, pou egzanp, yo te pale de fèt an kwiv kòm "tanperati a nan fèblan ak kwiv".

Nan 17yèm syèk la, de ipotèz parèt ki te kapab eksplike fenomèn nan chalè ak transfè chalè. Premye a pwopoze nan 1613 pa Galileo. Fòmilasyon li kònen klewon tankou sa a: "Chalè se yon sibstans dwòl ki ka antre nan nenpòt kò ak soti nan li." Galileo rele chalè sa a sibstans. Li te diskite ke chalè a pa ka disparèt oswa yo dwe detwi, men sèlman kapab deplase soti nan yon sèl kò a yon lòt. An konsekans, chalè an plis nan sibstans la, pi wo a tanperati li yo.

Ipotèz la dezyèm parèt nan 1620, ak Bacon filozòf la sijere li. Li remake ke anba kou mato fò, te fè a chofe yo. Prensip sa a tou te aji lè dife a te limen pa friksyon, ki te mennen Bacon lide nan nati a molekilè nan chalè. Li te diskite ke lè yon aksyon mekanik sou kò a nan molekil li yo kòmanse goumen kont youn ak lòt, ogmante vitès la nan mouvman ak kidonk ogmante tanperati a.

Rezilta ipotèz dezyèm lan te konklizyon ke chalè se rezilta aksyon mekanik molekil nan matyè youn ak lòt. Lomonosov te eseye pwouve teyori sa a sou yon peryòd tan ki long.

Chalè se yon mezi enèji entèn nan yon sibstans

entelektyèl modèn te vini ak konklizyon sa a: enèji tèmik a se rezilta nan entèraksyon ant molekil sa yo nan matyè, sa vle di .. Enèji a entèn nan kò a. Vitès la nan patikil yo depann sou tanperati a, ak mayitid la nan chalè a se pwopòsyonèl dirèkteman nan mas la nan sibstans la. Se konsa, yon bokit dlo gen plis enèji tèmik pase yon tas plen. Sepandan, yon sokoup ki gen yon likid cho ka gen mwens chalè pase yon basen ak yon sèl frèt.

Teyori a nan chalè, pwopoze nan 17yèm syèk la pa Galileo, te demanti pa syantis J. Joule ak B. Rumford. Yo pwouve ke tèmik enèji pa posede nenpòt mas ak karakterize sèlman pa mouvman an mekanik nan molekil.

Ki kantite chalè yo pral lage lè sibstans la boule? Espesifik chalè ki degaje konbisyon

Pou dat, sous enèji inivèsèl ak lajman itilize yo sfèy, lwil oliv, chabon, gaz natirèl oswa bwa. Lè boule sibstans sa yo, yo pibliye yon sèten kantite chalè, ki itilize pou chofaj, mekanis kòmanse, elatriye Kouman yo ka kalkile valè sa a an pratik?

Pou konsèp sa a se entwodwi ki degaje konbisyon chalè espesifik. Valè sa a depann de kantite chalè ki lage lè 1 kg nan yon sibstans sèten boule. Li se deziye pa lèt la q epi yo mezire nan J / kg. Anba la a se yon tab nan valè q pou kèk nan konbistib yo ki pi komen.

Enjenyè nan konstriksyon an ak kalkil nan motè bezwen konnen ki kantite chalè yo pral lage lè yon sèten kantite matyè boule. Pou sa, mezi endirèk yo ka fè lè l sèvi avèk fòmil Q = qm, kote Q se chalè nan combustion nan sibstans lan, q se chalè a espesifik nan ki degaje konbisyon (valè pri), ak m se mas la espesifye.

fòmasyon Chalè se pandan ki degaje konbisyon ki baze sou fenomèn nan nan lage enèji nan fòmasyon an nan lyezon chimik. Egzanp ki pi senp la se konbisyon nan kabòn, ki genyen nan nenpòt kalite gaz modèn. Kabòn boule nan prezans lè atmosferik ak konbine ak oksijèn, fòme diyoksid kabòn. Fòmasyon yon montan chimik chimik ak liberasyon enèji tèmik nan anviwònman an, e li te enèji sa a adapte pou itilize pou rezon pwòp li yo.

Malerezman, depans ki manke nan resous valab tankou lwil oliv oswa sfèy ka byento mennen nan rediksyon nan sous ekstraksyon sa yo konbistib. Deja jodi a gen aparèy elektrik ak menm modèl nouvo nan machin, ki gen travay baze sou sous altènatif tankou enèji kòm limyè solèy, dlo oswa enèji nan kwout latè a.

Transfè chalè

se kapasite nan fè echanj enèji tèmik nan kò a oswa nan yon sèl kò nan yon lòt rele transfè a chalè. Sa a fenomèn rive natirèlman ak fèt sèlman lè tanperati diferans. Nan ka a ki pi senp, se enèji nan tèmik transfere soti nan kò a plis chofe a mwens chofe jiskaske ekilib a etabli.

Kò yo pa bezwen manyen fenomèn nan transfè chalè. Nan nenpòt ka, etablisman an nan ekilib ka rive ak nan yon ti distans ant objè yo ki nan kesyon, men nan yon pousantaj pi dousman pase lè yo nan kontak.

Ka transfè Chalè divize an twa kalite:

1. Konduktivite tèmik.

2. Konveksyon.

3. Echanj radyasyon.

Konduktivité tèmik

Sa a se fenomèn ki baze sou transfè a nan enèji tèmik ant atòm oswa molekil nan matyè. Rezon ki fè la pou transfè a se mouvman an chaotic nan molekil ak kolizyon konstan yo. Akòz sa a, chalè transfere soti nan yon molekil nan yon lòt ansanm yon chèn.

Obsève fenomèn nan konduktiviti tèmik ka sou ignisyon nan nenpòt materyèl fè, lè wouj la sou sifas la piti piti gaye ak piti piti (yon sèten kantite chalè lage nan anviwònman an).

J. Fourier sòti yon fòmil pou flux chalè a, ki kolekte tout kantite ki afekte degre konduktivite tèmik nan sibstans lan (gade figi ki anba la a).

Nan fòmil sa a, Q / t se flux nan chalè, λ se koyefisyan nan konduktiviti tèmik, S se zòn nan kwa-seksyonèl, ak T / X se rapò a nan diferans lan tanperati ant dènye kò yo ki sitiye nan yon distans sèten.

Konduktivité tèmik se yon valè tabulaire. Li se nan enpòtans pratik pou izolasyon la nan yon bilding apatman oswa izolasyon nan tèmik nan ekipman yo.

Transfè chalè radyan

Yon lòt fason pou transfè chalè, ki baze sou fenomèn nan radyasyon elektwomayetik. Diferans li nan konveksyon ak konduktiviti tèmik manti nan lefèt ke transfere enèji ka rive nan espas vakyòm. Sepandan, tankou nan ka a an premye, yon diferans tanperati ki nesesè.

Echèl Radial se yon egzanp transfè enèji tèmik nan Solèy la nan sifas Latè a, pou ki sitou enfrawouj radyasyon ki responsab. Pou detèmine ki kantite chalè rive nan sifas latè a, anpil estasyon yo te konstwi ki kontwole chanjman nan endikatè sa a.

Konveksyon

Mouvman konveksyon nan koule lè a dirèkteman gen rapò ak fenomèn nan transfere chalè. Kèlkeswa kantite chalè nou te rapòte bay likid oswa gaz, molekil yo nan matyè kòmanse pou avanse pou pi vit. Se poutèt sa, presyon an nan sistèm nan tout diminye, ak volim, sou kontrè a, ogmante. Sa a se kòz la nan mouvman an nan kouran lè cho oswa lòt gaz anwo.

Egzanp ki pi senp pou itilize fenomèn konveksyon nan lavi chak jou yo ka rele chofaj sal la avèk èd nan pil. Yo sitiye nan pati anba a nan sal la pou yon rezon, men pou lè a chofe monte kote li mennen nan yon sikilasyon nan koule nan sal la.

Ki jan ou ka mezire kantite chalè?

Se chalè a nan chofaj oswa refwadisman kalkile matématique pa vle di nan yon enstriman espesyal - yon kaloriimèt. Enstalasyon an reprezante pa yon gwo veso izolasyon ki ranpli ak dlo. Yon tèmomèt bese nan likid la pou mezire tanperati inisyal mwayen an. Lè sa a, kò a chofe bese nan dlo a pou kalkile chanjman tanperati likid la apre ekilib se etabli.

Lè yo ogmante oswa diminye t nan mwayen an, li detèmine ki kantite chalè a chofe kò a yo ta dwe depanse. Yon kaloriimèt se aparèy la ki pi senp ki ka anrejistre yon chanjman tanperati.

Epitou, lè l sèvi avèk yon kaloriimèt, ou ka kalkile ki kantite chalè ki lage lè sibstans ki sou yo boule. Pou sa, yo mete yon "bonm" nan yon veso plen ak dlo. Sa a "bonm" se yon veso fèmen nan ki se sibstans la tès ki sitiye. Elektwonn espesyal pou mete dife se ajoute nan li, epi chanm lan plen ak oksijèn. Apre ranpli combustion nan sibstans la, se yon chanjman nan tanperati a nan dlo a anrejistre.

Pandan eksperyans sa yo li te etabli ke sous enèji tèmik yo se chimik ak reyaksyon nikleyè. Nikleyè reyaksyon pran plas nan kouch yo byen fon sou Latè a, fòme rezève prensipal la nan chalè nan planèt la an antye. Yo tou yo itilize pa moun jenere enèji pandan fizyon thermonuclear.

Men kèk egzanp sou reyaksyon chimik yo se boule nan sibstans ki sou yo ak divize an polymère nan monomè nan sistèm dijestif imen an. Bon jan kalite a ak kantite nan bon chimik nan yon molekil detèmine ki kantite chalè ki lage nan fen an.

Ki mezi chalè?

Inite mezi chalè nan sistèm SI entènasyonal la se joule (J). Epitou, ki pa sistèm inite - kalori - yo te itilize nan lavi chak jou. 1 kalori egal 4.1868 J an akò ak estanda entènasyonal la ak 4.184 J ki baze sou tèmochèm. Précédemment, te gen yon Britanik inite tèmik BTU, ki se raman itilize pa syantis. 1 BTU = 1.055 J.