Termodynamiky a přenosu tepla. Způsoby přenosu tepla a výpočet. Přenos tepla - to je ...

Dnes se budeme snažit najít odpověď na otázku „Heat - že ..?“. V tomto článku se domníváme, že je proces, který její druhy existují v přírodě, a vědět, jaký je vztah mezi přenosu tepla a termodynamiky.

definice

Heat Transfer - fyzikální proces, jehož podstatou je přenos tepelné energie. Výměna probíhá mezi těmito dvěma subjekty, nebo jejich systém. Předpokladem pro přenos tepla tak bude podle vyhřívaným orgány, aby méně zahřívá.

proces Vlastnosti

Přenos tepla - to je druh jev, který může nastat při přímém kontaktu, a v přítomnosti dělících stěn. V prvním případě je všechno jasné, ale v druhém těle, které mají být použity jako bariéry materiálů prostředí. Přenos tepla dojde v případech, kdy je systém skládající se ze dvou nebo více těles, není ve stavu tepelné rovnováhy. To znamená, že jeden z objektů má nižší nebo vyšší teplotu než druhá. Zde pak přenese tepelný výkon. Je logické předpokládat, že to bude dokončeno, když se systém dostane do stavu termodynamické nebo tepelné rovnováhy. Tento proces probíhá spontánně, jak můžeme říci druhý zákon termodynamiky.

typy

Přenos tepla - proces, který může být rozdělen do tří metod. Budou mít základní povahu, protože v nich je skutečný sub s vlastními vlastnostmi na stejné úrovni s obecnými právními předpisy. V současné době se dělí na tři druhy přenosu tepla. Tento vedením, prouděním a zářením. Začněme s první, možná.

Způsoby přenosu tepla. Tepelná vodivost.

Takže je vlastnictvím hmotného těla, aby se přenos energie. Tak to se přenáší z teplejších částí stejné to je chladnější. Základem tohoto jevu je princip chaotický pohyb molekul. Tato tzv Brownův pohyb. Čím vyšší je teplota tělesa, tím více se pohybuje v molekule, protože mají větší kinetickou energii. Tento způsob zahrnuje vedení tepla elektrony molekuly, atomy. To se provádí v orgánech, různých částí, které mají nerovný teplotu.

V případě, že látka je schopna vést teplo, můžeme mluvit o kvantitativní charakteristiky. V tomto případě hraje roli tepelnou vodivostí. Tato vlastnost ukazuje, jak mnoho tepla prochází jednotlivé parametry délky a plochy za jednotku času. V tomto případě se tělesná teplota změní o přesně 1 K.

Dříve se předpokládalo, že výměna tepla v různých orgánech (včetně přenosu tepla rámových konstrukcí), vzhledem k tomu, že z jedné části těla do jiného tzv kalorické toky. Nicméně, příznaky jeho skutečnou existenci, nikdo nenašel, a když molekulárně kinetická teorie vyvinula na určitou úroveň, vše o kalorický a zapomněl si myslet, protože hypotéza byla neudržitelná.

Konvekce. Přenos tepla voda

Tímto způsobem je výměna tepelné energie chápat přenos s vnitřním závitem. Představme si konvici s vodou. Jak je známo, je ohřátý vzduch proudí směrem nahoru stoupání. Studený, těžší spadnout dolů. Tak proč se všechna voda by to mělo být jinak? Je to přesně to samé. A v průběhu tohoto cyklu, všechny vrstvy vody, bez ohledu na to, kolik jich může být, bude zahřívat před stavu tepelné rovnováhy. Za určitých podmínek, samozřejmě.

záření

Tato metoda je princip elektromagnetického záření. To je vzhledem k vnitřní energie. Silně jít do teorie tepelného záření nemůže začít, potom na vědomí, že důvod, proč je zde zařízení nabitých částic, atomů a molekul.

Jednoduché úkoly na tepelné vodivosti

Nyní se pojďme mluvit o tom, jak v praxi vypadá výpočty přenosu tepla. Pojďme vyřešit jednoduchý problém související s množstvím tepla. Předpokládejme, že máme množství vody se rovná půl kilogramu. Výchozí teplota vody - 0 stupňů Celsia, v konečném znění - 100. Najdeme množství tepla strávil kontaktní hmoty pro ohřev látky.

K tomu je třeba vzorce Q = cm (t _{2-t 1),} kde Q - množství tepla, c - specifického tepla vody, m - množství materiálu, t ₁ - počáteční, t ₂ - konečné teploty. Hladina podzemní vody je hodnota c charakteru. Měrná tepelná kapacita je rovna 4200 J / kg * C. Nyní dosadíme tyto hodnoty do vzorce. Zjistili jsme, že množství tepla je rovna 210000 J, nebo 210 kJ.

První zákon termodynamiky

Termodynamiky a přenosu tepla jsou propojeny některých zákonů. Ve svém základu - s vědomím, že změna vnitřní energie v systému může být dosaženo dvěma způsoby. Origin - mechanický bodování provoz. Druhá - zpráva určité množství tepla. Na základě této zásady, mimochodem, první zákon termodynamiky. Zde je znění: Pokud byl systém Byly hlášeny určité množství tepla, bude vynaloženo na provize práci na externí subjekty, nebo pro zvýšení její vnitřní energii. Matematický výraz: dQ = dU + dA.

Plus nebo minus?

Absolutně všechny hodnoty, které jsou součástí matematického nahrávání prvního termodynamického zákona může být zapsán jako s „plus“ a s „minus“ podepsat. Volba způsobu bude dána podmínkami. Dejme tomu, že se systém dostane určité množství tepla. V tomto případě je tělo v ní teplo. V důsledku toho je expanze plynu, a proto je práce vykonávána. V důsledku toho bude hodnota kladná. V případě, že množství tepla odňato, plyn se ochladí, práce se provádí na něm. Hodnoty se inverzní hodnoty.

Alternativní formulace prvního zákona termodynamiky

Předpokládejme, že máme dávkový motor. Je pracovní kapalina (nebo systém), provést cyklický proces. To se nazývá cyklus. V důsledku toho se systém vrátí do původního stavu. Bylo by logické předpokládat, že v tomto případě je změna vnitřní energie je rovna nule. Ukazuje se, že množství tepla, které se bude rovnat perfektní práci. Tato ustanovení, aby bylo možné formulovat první termodynamický zákon je již jiná.

Z toho můžeme pochopit, že v přírodě nemůže být perpetuum mobile prvního druhu. To znamená, že zařízení, které vykonává práci ve větším množství ve srovnání se energie přijaté z venku. V tomto případě by opatření měla být prováděna pravidelně.

První zákon termodynamiky pro izoprotsessov

Vezměme si pro začátek izochorický děj. Pod ním se objem zůstává konstantní. Takže, změna hlasitosti bude nula. V důsledku toho bude pracovat také nulová. Odstraníme tuto součást z prvního zákona termodynamiky, a získat vzorec dQ = dU. Proto se pro izochorický děj veškeré teplo do systému, jde o zvýšení vnitřní energie plynu, nebo jejich směsi.

Nyní se pojďme mluvit o izobarickému procesu. Zůstává konstantní tlak v něm. V tomto případě bude vnitřní energie změnit paralelní práci komisí. Zde je původní vzorec: dQ = dU + PDV. Můžeme snadno spočítat vykonávat práci. To se rovná výrazu ur (T ₂ -T _1). Mimochodem, to je fyzikální význam univerzální plynová konstanta. V přítomnosti jednoho molu plynu a rozdílu teplot, jedna složka kelvinech univerzální plynová konstanta je rovna práci vykonané v průběhu izobarické procesu.