Termodynamiky a prenosu tepla. Spôsoby prenosu tepla a výpočet. Prenos tepla - to je ...

Dnes sa budeme snažiť nájsť odpoveď na otázku "Heat - že ..?". V tomto článku sa domnievame, že je proces, ktorý jej druhy existujú v prírode, a vedieť, aký je vzťah medzi prenosu tepla a termodynamiky.

definícia

Heat Transfer - fyzikálny proces, ktorého podstatou je prenos tepelnej energie. Výmena prebieha medzi týmito dvoma subjektmi, alebo ich systém. Predpokladom pre prenos tepla tak bude podľa vyhrievaným orgány, aby menej zahrieva.

proces Vlastnosti

Prenos tepla - to je druh jav, ktorý môže nastať pri priamom kontakte, a v prítomnosti deliacich stien. V prvom prípade je všetko jasné, ale v druhom tele, ktoré majú byť použité ako bariéry materiálov prostredie. Prenos tepla dôjde v prípadoch, kedy je systém skladajúci sa z dvoch alebo viacerých telies, nie je v stave tepelnej rovnováhy. To znamená, že jeden z objektov má nižšiu alebo vyššiu teplotu ako druhá. Tu potom prenesie tepelný výkon. Je logické predpokladať, že to bude dokončené, keď sa systém dostane do stavu termodynamickej alebo tepelné rovnováhy. Tento proces prebieha spontánne, ako môžeme povedať druhý zákon termodynamiky.

typy

Prenos tepla - proces, ktorý môže byť rozdelený do troch metód. Budú mať základnú povahu, pretože v nich je skutočný sub s vlastnými vlastnosťami na rovnakej úrovni so všeobecnými právnymi predpismi. V súčasnej dobe sa delí na tri druhy prenosu tepla. Tento vedením, prúdením a žiarením. Začnime s prvou, možná.

Spôsoby prenosu tepla. Tepelná vodivosť.

Takže je vlastníctvom hmotného tela, aby sa prenos energie. Tak to sa prenáša z teplejších častí rovnaké to je chladnejšie. Základom tohto javu je princíp chaotický pohyb molekúl. Táto tzv Brownov pohyb. Čím vyššia je teplota telesa, tým viac sa pohybuje v molekule, pretože majú väčšiu kinetickú energiu. Tento spôsob zahŕňa vedenie tepla elektróny molekuly, atómy. To sa vykonáva v orgánoch, rôznych častí, ktoré majú nerovný teplotu.

V prípade, že látka je schopná viesť teplo, môžeme hovoriť o kvantitatívne charakteristiky. V tomto prípade hrá úlohu tepelnou vodivosťou. Táto vlastnosť ukazuje, ako veľa tepla prechádza jednotlivé parametre dĺžky a plochy za jednotku času. V tomto prípade sa telesná teplota zmení o presne 1 K.

Predtým sa predpokladalo, že výmena tepla v rôznych orgánoch (vrátane prenosu tepla rámových konštrukcií), vzhľadom na to, že z jednej časti tela do iného tzv kalorické toky. Avšak, príznaky jeho skutočnú existenciu, nikto nenašiel, a keď molekulárno kinetická teória vyvinula na určitú úroveň, všetko o kalorický a zabudol si myslieť, pretože hypotéza bola neudržateľná.

Konvekcia. Prenos tepla voda

Týmto spôsobom je výmena tepelnej energie chápať prenos s vnútorným závitom. Predstavme si kanvicu s vodou. Ako je známe, je ohriaty vzduch prúdi smerom nahor stúpania. Studený, ťažšie spadnúť dole. Tak prečo sa všetka voda by to malo byť inak? Je to presne to isté. A v priebehu tohto cyklu, všetky vrstvy vody, bez ohľadu na to, koľko ich môže byť, bude zahrievať pred stavu tepelnej rovnováhy. Za určitých podmienok, samozrejme.

žiarenie

Táto metóda je princíp elektromagnetického žiarenia. To je vzhľadom k vnútornej energie. Silne ísť do teórie tepelného žiarenia nemôže začať, potom na vedomie, že dôvod, prečo je tu zariadenie nabitých častíc, atómov a molekúl.

Jednoduché úlohy na tepelnej vodivosti

Teraz sa poďme hovoriť o tom, ako v praxi vyzerá výpočty prenosu tepla. Poďme vyriešiť jednoduchý problém súvisiaci s množstvom tepla. Predpokladajme, že máme množstvo vody sa rovná pol kilogramu. Východisková teplota vody - 0 stupňov Celzia, v konečnom znení - 100. Nájdeme množstvo tepla strávil kontaktné hmoty pre ohrev látky.

K tomu je potrebné vzorca Q = cm (t _{2-t 1),} kde Q - množstvo tepla, c - špecifického tepla vody, m - množstvo materiálu, t ₁ - počiatočné, t ₂ - konečné teploty. Hladina podzemnej vody je hodnota c charakteru. Merná tepelná kapacita je rovná 4200 J / kg * C. Teraz dosadíme tieto hodnoty do vzorca. Zistili sme, že množstvo tepla sa rovná 210000 J, alebo 210 kJ.

Prvý zákon termodynamiky

Termodynamiky a prenosu tepla sú prepojené niektorých zákonov. Vo svojom základe - s vedomím, že zmena vnútornej energie v systéme môže byť dosiahnuté dvoma spôsobmi. Origin - mechanický bodovania prevádzku. Druhá - správa určité množstvo tepla. Na základe tejto zásady, mimochodom, prvý zákon termodynamiky. Tu je znenie: Ak bol systém Boli hlásené určité množstvo tepla, bude vynaložených na provízie prácu na externé subjekty, alebo na zvýšenie jej vnútornú energiu. Matematický výraz: DQ = dU + dA.

Plus alebo mínus?

Absolútne všetky hodnoty, ktoré sú súčasťou matematického nahrávanie prvého termodynamického zákona môže byť zapísaný ako s "plus" a s "mínus" podpísať. Voľba spôsobu bude daná podmienkami. Dajme tomu, že sa systém dostane určité množstvo tepla. V tomto prípade je telo v nej teplo. V dôsledku toho je expanzia plynu, a preto sa práca vykonáva. V dôsledku toho bude hodnota kladná. V prípade, že množstvo tepla odňaté, plyn sa ochladí, práce sa vykonáva na ňom. Hodnoty sa inverzný hodnoty.

Alternatívne formulácia prvého zákona termodynamiky

Predpokladajme, že máme dávkový motor. Je pracovná kvapalina (alebo systém), vykonať cyklický proces. To sa nazýva cyklus. V dôsledku toho sa systém vráti do pôvodného stavu. Bolo by logické predpokladať, že v tomto prípade je zmena vnútornej energie je rovná nule. Ukazuje sa, že množstvo tepla, ktoré sa bude rovnať perfektnú prácu. Tieto ustanovenia, aby bolo možné formulovať prvý termodynamický zákon je už iná.

Z toho môžeme pochopiť, že v prírode nemôže byť perpetuum mobile prvého druhu. To znamená, že zariadenie, ktoré vykonáva prácu vo väčšom množstve v porovnaní so energie prijatej z vonku. V tomto prípade by opatrenia mali byť vykonávaná pravidelne.

Prvý zákon termodynamiky pre izoprotsessov

Zoberme si pre začiatok izochorický dej. Pod ním sa objem ostáva konštantná. Takže, zmena hlasitosti bude nula. V dôsledku toho bude pracovať tiež nulová. Odstránime túto súčasť z prvého zákona termodynamiky, a získať vzorec DQ = dU. Preto sa pre izochorický dej všetko teplo do systému, ide o zvýšenie vnútornej energie plynu, alebo ich zmesi.

Teraz sa poďme hovoriť o izobarickému procesu. Zostáva konštantný tlak v ňom. V tomto prípade bude vnútornej energie zmeniť paralelný prácu komisií. Tu je pôvodný vzorec: DQ = dU + PDV. Môžeme ľahko spočítať vykonávať prácu. To sa rovná výrazu ur (T ₂ -T _1). Mimochodom, to je fyzikálny význam univerzálna plynová konštanta. V prítomnosti jedného móle plynu a rozdielu teplôt, jedna zložka kelvinoch univerzálna plynová konštanta je rovná práci vykonanej v priebehu izobarickom procesu.