The varmafræði og hita flytja. Aðferðir við að flytja hita og útreikninga. Varmaflutningur - það er ...

Í dag munum við reyna að finna svar við spurningunni "hita - það ..?". Í þessari grein við teljum að sé ferli sem tegundir hennar eru í eðli sínu, og vita hvað er sambandið á milli hita flytja og varmafræði.

skýring

Heat Transfer - líkamlegt ferli, kjarninn sem er að flytja hitaorku. Skipti sér stað á milli tveggja aðila, eða þeirra kerfi. Þannig forsenda hita flytja ári verður með a hituð aðilum að minna hitað.

ferli Features

Hita flytja - þetta er eins konar fyrirbæri sem getur komið með beinni snertingu, og í viðurvist skilveggi. Í fyrra tilvikinu, öllum ljóst, en í seinni líkamann til að nota sem hindranir efni, umhverfi. Varmaflutningur mun eiga sér stað í þeim tilvikum þar sem kerfið samanstendur af tveimur eða fleiri aðilum, er ekki í stöðu varmajafnvægi. Það er einn af þeim hlutum er hærri eða lægri hita en hitt. Hér flytja þá varmaorka. Það er rökrétt að gera ráð fyrir að það verði lokið þegar kerfið kemur í stöðu varmafræðilegt eða varmajafnvægi. Ferlið á sér stað af sjálfu sér, eins og við getum sagt annað lögmál varmafræðinnar.

tegundir

Varmaflutningur - ferli sem hægt er að skipta í þrjá aðferðum. Þeir munu hafa a undirstöðu eðli, því að í þeim er algjör sub með sín sérkenni á sambærileg við almennum lögum. Í dag er skipt í þrjá konar hita flytja. Þetta leiðni, convection og geislun. Við skulum byrja með fyrsta, kannski.

Aðferðir við hita flytja. Varmaleiðni.

Svo er eign efnislegum líkama til að gera orkuna. Þannig það er fært frá heitara hlutum sömu, sem er kaldari. Grunnur þessarar fyrirbæri er reglan um óskipulegur hreyfingu sameinda. Þessi svokallaða Brownian hreyfing. Því meiri hitastig líkamans, því meira sem það færist í sameindinni, vegna þess að þeir hafa meiri hreyfiorku. Ferlið felur í sér varmaleiðni rafeinda, sameindir, atóma. Það er framkvæmt í líkama, mismunandi stöðum í sem hafa ójafna hitastig.

Ef efnið er fær um að sinna hita, við getum talað um magnbundna eiginleika. Í þessu tilviki, spilar það hlutverk varmaleiðni. Þessi eiginleiki gefur til kynna hversu mikill hiti fer í gegnum einstaka breytur lengd og svæði á tímaeiningu. Í þessu tilviki, líkamshitinn breytist eftir nákvæmlega 1 K.

Áður var talið að gengi hita á mismunandi stofnunum (þ.mt hita sending grind mannvirki) vegna þess að frá einum líkamshluta til annars svokallaða caloric flæði. Hins vegar merki um raunverulegan tilveru sinni, enginn hefur fundið, og þegar sameinda-hreyfiorka kenning hefur þróað að ákveðnu stigi, allt um caloric og gleymdi að hugsa, vegna þess að tilgáta var óviðunandi.

Convection. Fyrir varmaflutning vatn

Með þessum hætti er hiti orka gengi skilið flytja með innri þræði. Ímyndum okkur ketil af vatni. Eins er þekkt, a hituð loft flæðir upp klifra. A kalt, þyngri falla niður. Svo hvers vegna allt vatn ætti það að vera annað? Hún er nákvæmlega það sama. Og í tengslum við þessa hringrás, allt lag af vatni, sama hversu margir þeir kunna að vera, mun hita upp fyrir stöðu varmajafnvægi. Undir vissum skilyrðum, að sjálfsögðu.

geislun

Þessi aðferð er reglan um rafsegulgeislun. Það er vegna þess að innri orku. Mjög fara í kenningu um hitageislun ekki byrja, athugið bara að ástæðan hér er tækið hlaðinna agna, frumeinda og sameinda.

Einföld verkefni á varmaleiðni

Nú skulum tala um hvernig í raun lítur út eins og útreikninga hita flytja. Við skulum leysa einfalt vandamál sem tengjast með magn af hita. Gerum ráð fyrir að við höfum massa af vatni jöfn hálfa kíló. The byrjun vatn hitastig - 0 gráður á Celsíus, endanlega - 100. Við finnum hita magn varið samskiptaupplýsingum massa til að hita upp efnið.

Til að gera þetta þurfum við geta efnasambönd með formúlu Q = cm (t ₂ * -t _1), þar sem Q - magn af hita, c - sérstakir hita af vatni, m - massa af efni, t ₁ - Fyrstu, t ₂ - lokahitastigið. Vatn borð er gildi c staf. Eðlisvarmi getu er jafnt og 4200 J / kg * C. Nú erum við í stað þessi gildi inn í formúluna. Við finnum að magn hita er jafn 210000 J, eða 210 kJ.

Fyrsta lögmál varmafræðinnar

Í varmafræði og hita flytja eru tengd með ákveðnum lögum. Í grunni þeirra - þá þekkingu sem breyting á innri orku í kerfinu er hægt að ná með því að tveimur aðferðum. Uppruni - vélrænni sindur aðgerð. Annað - skilaboð tiltekið magn af hita. Byggt á þessari meginreglu, við the vegur, fyrsta lögmál varmafræðinnar. Hér er orðalag: Ef verið greint kerfið tiltekið magn af hita, það verður varið í þóknun vinnu utanaðkomandi aðila eða til að hækka innri orku þess. Stærðfræðiframsetningin er: DQ = du + dA.

Plús eða mínus?

Algerlega öll þau gildi sem eru hluti af stærðfræði upptöku fyrsta lögmáli varmafræðinnar er hægt að skrifa sem við "plús" og með "mínus" merkið. Val á aðferð verður ráðist af skilyrðum. Við skulum gera ráð fyrir að kerfið fær ákveðna upphæð af hita. Í þessu tilviki, the líkami í hita hennar. Þar af leiðandi, það er gas stækkun og þar af leiðandi, verk gert. Þess vegna, gildi verði jákvæð. Ef magn hita tekið í burtu, gas er kælt, unnið er á henni. Gildin verða andhverfa gildi.

Annar kostur mótun fyrsta lögmáli varmafræðinnar

Segjum sem svo að við höfum hópur vél. Það vinnslustraumur (eða kerfið), framkvæma þar af leiðandi hringað ferli. Það er kallað hringrás. Þess vegna, the kerfi vilja koma aftur í upprunalegt horf. Það væri rökrétt að gera ráð fyrir að í þessu tilviki er breytingin á innri orku er jöfn núlli. Það kemur í ljós að magn hita verður jafn fullkomna starf. Þessi ákvæði gera það mögulegt að móta fyrsta lögmál varmafræðinnar er þegar öðruvísi.

Frá þessu getum við skilið að í náttúrunni getur ekki verið ævarandi hreyfing vél af fyrstu tagi. Það er tæki sem framkvæmir vinnu í meira magni miðað við orku sem berast utan. Í þessu tilviki, aðgerð ætti að framkvæma reglulega.

Fyrsta lögmál varmafræðinnar til izoprotsessov

Íhuga að hefja isochoric ferli. Undir honum hljóðið stöðug. Svo, rúmmál breyting verður núll. Þar af leiðandi, að vinna mun einnig vera núll. Við fjarlægja þessa hluti frá fyrsta lögmáli varmafræðinnar, og þá fá formúluna dq = du. Þess vegna, fyrir isochoric ferli alla hitinn sett inn í kerfi, fer að auka innri orku af gasi, eða blöndur þeirra.

Nú skulum tala um ísóbariskan ferli. Stöðug þrýstinginn inni í því. Í þessu tilviki, innri orka mun breytast samhliða þóknun vinnu. Hér er upprunalega uppskrift: DQ = du + PDV. Við getum auðveldlega reikna framkvæma verkið. Það verður að vera jafn tjáningarkerfinu Ur (T ₂ -T _1). Við the vegur, þetta er líkamlegt merking alhliða gas fasti. Í staðar er einn mól af gasi og hitamun, eins þáttar Kelvin, alhliða gas fasti er jafn í kjölfar þeirrar vinnu á meðan á ísóbariskan aðferð.