Количеството топлина за различни процеси. Темата на урока: "Количеството топлина. Единици на количеството топлина. Специфична топлина. Изчисляване на количеството топлина" \\ t
« Физика - 10 клас »
Какви процеси се срещат съвкупни трансформации на веществото?
Как мога да променя съвкупното състояние на веществото?
Можете да промените вътрешната енергия на всяко тяло, като правите работа, отопление или, напротив, го охлаждате.
Така се извършва коване на метала и се затопля, в същото време металът може да се нагрява над горещ пламък.
Също така закрепете буталото (фиг. 13.5), тогава обемът на газа по време на отопление не се променя и не се извършва. Но температурата на газа и следователно вътрешната му енергия се увеличава.
Вътрешната енергия може да се увеличи и намалява, следователно количеството топлина може да бъде положително и отрицателно.
Процесът на прехвърляне на енергия от едно тяло към друг, без да се извършва работата топлообменник.
Количествена промяна на мярката вътрешна енергия С наречен топлообмен количество топлина.
Молекулен модел на топлообмен.
С топлообмен в границата между телата, бавно се движат молекули на студено тяло с бързо движещи се молекули на горещо тяло. В резултат на това кинетичните енергии на молекулите се изравнят и скоростта на молекулите на студено тяло се увеличават и горещите намаления.
В случай на топлообмен, той не трансформира енергията от една форма в друга, част от вътрешната енергия на отопляема организация се предава към по-малко нагрята тяло.
Количеството топлина и топлинен капацитет.
Вече е известно, че за нагряване на тялото с тегло т от температурата t 1 до температура t 2 е необходимо да се прехвърли количеството на топлината:
Q \u003d cm (t2 - t1) \u003d cm Δt. (13.5)
Когато тялото се охлажда, крайната му температура Т2 се оказва по-малка от първоначалната температура t 1 и количеството топлина, дадено от тялото, отрицателно.
Коефициентът С във формула (13.5) се нарича специфична топлина Вещества.
Специфична топлина - Това е стойност, която е числено равна на количеството топлина, което получава или дава вещество с тегло 1 kg с промяна в температурата му с 1 К.
Специфичният капацитет на газ зависи от това как се извършва процесът на топлина. Ако нагрявате газа със постоянен натиск, той ще се разшири и работи. За да се загрее газ при 1 ° С при постоянно налягане, тя трябва да бъде прехвърлена голямо количество Топло, отколкото да го нагрява при постоянен обем, когато газът ще се нагрява само.
Течните и твърдите тела леко се разширяват при нагряване. Специфичният им топлинен капацитет с постоянен обем и постоянно налягане се различават малко.
Специфична топлина на изпаряване.
За превръщане на течността в пара в процеса на кипене, той изисква предаване на определено количество топлина. Температурата на кипящата течност не се променя. Превръщането на течност в пара при постоянна температура не води до увеличаване на кинетичната енергия на молекулите, но е придружена от увеличаване на потенциалната енергия на тяхното взаимодействие. В крайна сметка, средното разстояние между газовите молекули е много повече, отколкото между течни молекули.
Стойността е числено равна на количеството топлина, необходима за превръщане при постоянна температура на течността с тегло 1 kg в пара, наречена специфично по-топло изпаряване.
Процесът на изпаряване на течността се появява при всяка температура, докато течността оставя най-бързите молекули и се охлажда по време на изпаряване. Специфичната топлина на изпаряване е равна на специфичната топлина на изпаряването.
Тази величина се обозначава с буквата R и експрес в джаули на килограм (J / kg).
Много добре специфична топлина Водно изпаряване: RH20 \u003d 2.256 10 6 J / kg при температура 100 ° C. В други течности, например, алкохол, етер, живак, керосин, специфичната топлина на изпаряването е по-малка от 3-10 пъти, отколкото във вода.
За преобразуване на течна маса m в пара, се изисква количеството топлина, равно на:
Q n \u003d rm. (13.6)
При кондензация на пара, е избрано същото количество топлина:
Q k \u003d -rm. (13.7)
Специфична топла топлина.
Когато топя кристалното тяло, цялата топлинна енергия, доставена към нея, се увеличава на потенциалната енергия на взаимодействието на молекулите. Кинетичната енергия на молекулите не се променя, тъй като топенето се извършва при постоянна температура.
Стойността е числено равна на количеството топлина, необходимо за превръщане на кристално вещество с тегло 1 kg при точка на топене в течност, наречена специфично топлинно топене И обозначаване на буквата λ.
При кристализация на вещество с тегло 1 kg, се отличава точно същото количество топлина, което се абсорбира при топене.
Специфичното топене на лед е доста голямо: 3.34 10 5 J / kg.
"Ако ледът не е притежавал голяма топлинна топлина, след това през пролетта цялата маса на лед ще трябва да се стопи за няколко минути или секунди, тъй като топлината непрекъснато се предава към леда от въздуха. Последиците от това биха били ужасни; В крайна сметка, със съществуваща позиция, големи наводнения и силни водни потоци възникват при топене на голяма маса на лед или сняг. " R. Black, XVIII век.
За да се разтопи масата на кристалното тяло m, количеството топлина е необходимо, равно на:
Q pl \u003d λm. (13.8)
Количеството на генерираната по време на кристализацията на тялото е:
Q KR \u003d -λm (13.9)
Уравнението на термичния баланс.
Помислете за топлообмена в системата, състояща се от няколко тела, които първоначално имат различни температури, като топлообмен между вода в съда и спуснати топена желязна топка. Съгласно закона за запазване на енергията, количеството на топлината, дадено от едно тяло, е числено равно на количеството топлина, получена от други.
Даденото количество топлина се счита за отрицателно, полученото количество топлина е положително. Следователно общото количество топлина Q1 + Q2 \u003d 0.
Ако се появява топлообмен между няколко тела в изолирана система, тогава
Q 1 + Q2 + Q 3 + ... \u003d 0. (13.10)
Уравнение (13.10) се нарича уравнението на топлината.
Тук Q 1 Q 2, Q 3 - количеството на топлината, получена или дадена от органите. Тези количества топлина се експресират с формула (13.5) или формули (13.6) - (13.9), ако се появяват различни фазови трансформации на веществото (топене, кристализация, изпаряване, кондензация) по време на обменния процес.
Какво по-бързо загрява на плочата - чайник или кофа за вода? Отговорът е очевиден - чайникът. Тогава вторият въпрос е защо?
Отговорът е не по-малко очевиден - защото масата на водата в чайника е по-малка. Отлично. И сега можете да направите най-истинския физически опит у дома. За да направите това, ще ви трябват две идентични малки тенджери, равни на количеството вода и растително масло, например, с половин литра и печка. На същия огън поставете тенджерата с масло и вода. И сега просто гледайте, че ще се затопли по-бързо. Ако има термометър за течности, можете да го приложите, ако не, можете просто да опитате температурата от време на време с пръста си, просто внимателно да не изгорите. Във всеки случай скоро ще се уверите, че маслото се нагрява значително по-бърза вода. И още един въпрос, който може да бъде изпълнен и под формата на опит. Какво по-бързо кипи - топла вода или студ? Всичко отново е очевидно - топло ще бъде на финала. Какви са всички тези странни въпроси и експерименти? За определяне на физическото количество, наречено "количеството топлина".
Количество топлина
Количеството топлина е енергията, която тялото губи или придобива при пренос на топлина. Това е разбираемо от името. Когато се охлажда, тялото ще загуби определено количество топлина и когато се нагрява, трябва да абсорбира. И отговорите на нашите въпроси ни показаха какво зависи от количеството топлина? Първо, по-телесното тегло, толкова по-голямо трябва да се изразходва количеството топлина за промяна на температурата си за степен. Второ, количеството топлина, необходимо за загряване на тялото, зависи от веществото, от което се състои, т.е. от вида на веществото. И трето, разликата в телесните температури преди и след преноса на топлина също е важна за нашите изчисления. Въз основа на гореизложеното, можем Определете количеството топлинна формула:
където q е количеството топлина,
m - телесно тегло,
(T_2-t_1) - разликата между първоначалните и крайните температури на тялото,
с е специфичната топлинна мощност на веществото, е от съответните таблици.
Съгласно тази формула е възможно да се изчисли количеството топлина, която е необходима за нагряване на всяко тяло или което това тяло ще разпредели при охлаждане.
Измерва се количеството топлина в джаули (1 j), като всякакъв вид енергия. Тази стойност обаче беше въведена не толкова отдавна, но хората започнаха да измерват количеството топлина. И те използваха единица, която се използва широко и в нашето време - калории (1 изпражнения). 1 калория е такъв въпрос на топлина, която ще бъде необходима за отопление 1 грам вода на 1 градус по Целзий. Водени от тези данни, любителите да се изчислят калориите в ядената храна, може да се изчисли колко литра вода могат да сварят енергията, която консумират с храна през деня.
Вътрешната енергия на тялото зависи от температурата и външните условия - обем и др. външни условия остават непроменени, т.е., обемът и други параметри са постоянни, вътрешната енергия на тялото зависи само от нейната температура.
Можете да промените вътрешната енергия на тялото, не само да го нагрявате в пламъка или да го направите механична работа (без да се променя позицията на тялото, например, работата на силата на триене), но също така го води в контакт с друго тяло, което има температура, различна от температурата на това тяло, т.е. чрез пренос на топлина.
Количеството вътрешна енергия, което тялото придобива или губи в процеса на пренос на топлина и се нарича "количеството топлина". Количеството топлина е направено за обозначаване на буквата "Q". Ако вътрешната енергия на тялото в процеса на пренос на топлина се увеличава, тогава топлината се приписва на знака плюс и те казват, че тялото е било казано "Q". С намаляване на вътрешната енергия в процеса на пренос на топлина, топлината се счита за отрицателна и те казват, че количеството на топлина `Q" е взето от тялото (или изкопано).
Количеството на топлината може да бъде измерено в същите единици, в които се измерва механичната енергия. В системата SI - тя "1" джаул. Има и друга топломерна единица - калория. Калории - Това е количеството топлина, необходима за нагряване на водата на водата 1 ^ @ BB "C". Връзката между тези единици е инсталирана от Joem: `1` Cal` \u003d 4,18` J. Това означава, че чрез работата в" 4,18` `KJA температурата" 1 "килограм вода ще се повиши на` 1` степен.
Размерът на топлината, необходим за затопляне на тялото на `1 ^ @ BB" C "", се нарича капацитет на топлината на тялото. Капацитетът на тялото се обозначава с буквата "С". Ако тялото не е докладвало не голям брой Топлината "delta q" и телесната температура се промени на "делта t", тогава
| Q \u003d c * deltat \u003d c * (t_2 - t_1) \u003d c * m * (t_2 - t_1) `. | (1.3) |
Ако тялото обкръжава обвивката, лошо проводима топлина, след това телесната температура, ако тя се предоставя на себе си, ще остане почти постоянна за дълго време. Разбира се, няма такива идеални черупки в природата, но можете да създавате черупки, които се приближават към вашите имоти.
Примерите включват космически кораби, Dewar плавателни съдове, използвани във физиката и технологията. Съдът на Dewar е стъклен или метален цилиндър с двойни стени, между които е създаден висок вакуум. Стъклена колба Начало Термос също е кораб за десарови.
Топлинната изолация е черупката калориметър - устройството, което ви позволява да измервате количеството топлина. Калориметърът е голямо тънкостенно стъкло, доставяно на парчета корк вътре в другото голямо стъкло, така че въздушният слой остава между стените и затворената капачка е затворена отгоре.
Ако в калориметъра да води две или повече тела в термичен контакт с различни температури и да се изчака, след известно време ще се установи термично равновесие. В процеса на преход към термичното равновесие, някои тела ще дадат топлина (общото количество топлина Q_ (SF "(SF" се разгръща) `), други ще получат топлина (общото количество топлина Q_ (SF") ). И тъй като калориметърът и тялото, съдържащо се в него, не се обменят с топлина със заобикалящото пространство, но само помежду си, можем да напишем съотношението, също наречено уравнението на топлината:
В редица топлинни процеси топлината може да се абсорбира или освобождава от тялото, без да се променя температурата му. Такива топлинни процеси се появяват при промяна в съвкупното състояние на веществото - топене, кристализация, изпаряване, кондензация и кипене. Накратко се фокусирайте върху основните характеристики на тези процеси.
Топене - процесът на превръщане на кристално твърдо тяло в течност. Процесът на топене възниква при постоянна температура, топлината се абсорбира.
Специфичната топлина на топене `lambda` е равна на количеството топлина, необходима за разтопяване на 1 kg от кристалното вещество, взето при точката на топене. Количеството топлина `Q_ (sf" pl ")`, което ще се изисква за превод на твърдата част на теглото на теглото на точката на топене в течно състояниедобре
Тъй като точката на топене остава постоянна, количеството на топлината, докладвано от тялото, се увеличава на потенциалната енергия на взаимодействието на молекулите, докато кристалната решетка е унищожена.
Процес кристализация - Това е процес, обратен процес на топене. Когато кристализацията се превръща в твърдо тяло и се отличава количеството топлина, също дефинирано с формула (1.5).
Изпаряване - Това е процесът на превръщане на течността в пара. Изпаряването се осъществява с отворена повърхност на течността. В процеса на изпаряване, течността оставя най-бързите молекули, т.е. молекули, които могат да преодолеят якостта на привличането от молекулите на течността. В резултат на това, ако течността е термично изолирана, тя се охлажда по време на изпаряване.
Специфичната топлинна енергия на изпаряване "е равна на количеството топлина, необходимо за превръщането на двойки 1" кг течност. Количеството на топлина Q_ (SF "е") ", което ще бъде необходимо да се преведе в състояние на течна маса"
| `Q_ (sf" е ") \u003d l * m`. | (1.6) |
Кондензация - процес, обратен процес на изпаряване. Когато кондензацията преминава в течността. Това подчертава топлината. Количеството топлина, издадено по време на кондензацията на парата, се определя с формулата (1.6).
Кипене - процес, при който налягането наситени пари течност равни атмосферно наляганеСледователно, изпарението се осъществява не само от повърхността, но и през целия обем (в течността винаги има мехурчета въздух, когато се кипи налягането на изпаренията в тях, достигайки атмосферното, а мехурчетата се издигат).
Топлинен капацитет - Това е количеството топлина, погълната от тялото, когато се нагрява до 1 градуса.
Топлинният капацитет на тялото е обозначен с латично писмо От.
Какво зависи от топлинния капацитет на тялото? Първо от масата си. Ясно е, че за отопление, например, ще се изисква 1 килограм вода повече топлинаОтколкото за отопление 200 грама.
И от вида на веществото? Ние правим опит. Вземете два еднакви съда и, в един от тях, с тегло 400 г, а в друга - растително масло С тегло 400 г, ние започваме да ги нагрявам със същата горелка. Гледайки свидетелството на термометри, ще видим, че маслото се загрява бързо. За да се загрее водата и маслото до същата температура, водата трябва да се нагрява по-дълго. Но колкото по-дълго нагряваме водата, толкова по-голямо е количеството топлина, което получава от горелката.
По този начин, за отопление на една и съща маса различни вещества До същата температура се изисква различно количество топлина. Количеството топлина, необходима за нагряване на тялото и следователно топлинният му капацитет зависи от вида на веществото, от което се състои този орган.
Например, за увеличаване с 1 ° C температура на водата с тегло 1 kg, се изисква количеството топлина, равно на 4200 J, и за нагряване с 1 ° C със същата маса слънчогледово масло, е необходимо за количеството топлина равен на 1700 J.
Физическо количествоПоказване на колко топлина е необходима за нагряване 1 kg вещество на 1 ºС, наречено специфична топлина Това вещество.
Всяко вещество има своя специфична топлинна енергия, която е обозначена с латинската буква в и се измерва в джаули на килограм-степен (j / (kg · ° C)).
Специфичната топлинна мощност на едно и също вещество в различно обобщени държави (Твърди, течни и газообразни) са различни. Например, специфичната топлинна мощност на водата е 4200 J / (kg · ºС) и специфичната топлинна мощност на лед е 2100 J / (kg · ° C); Алуминий в твърдо състояние има специфична топлинна мощност, равна на 920 J / (kg-° C) и в течност - 1080 J / (kg-° C).
Имайте предвид, че водата има много по-голям специфичен топлинен капацитет. Ето защо, вода в моретата и океаните, отопление през лятото, абсорбира голямо количество топлина от въздуха. Поради това, на тези места, които са разположени близо до големите водни тела, лятото не е толкова горещо, и двете на места, отстранени от водата.
Изчисляване на количеството топлинна енергия, необходима за нагряване на тялото или за разпределеното от него охлаждане.
От горното е ясно, че количеството топлина, необходимо за нагряване, тялото зависи от вида на веществото, от което тялото се състои (т.е. неговата специфична топлина) и от телесното тегло. Също така е ясно, че количеството топлина зависи от това колко стераци ще увеличим телесната температура.
Така че, за да се определи количеството топлина, необходима за нагряване на тялото или охлаждането, разпределено от нея по време на охлаждане, специфичният топлинен капацитет на тялото се умножава по неговата маса и разликата между нейните крайни и първоначални температури:
Q.= см. (T 2 -t 1),
където Q. - количество топлина, ° С. - специфична топлина, м. - телесна маса, т1. - начална температура, т2. - ограничена температура.
При нагряване на тялото т2.> т1. И следователно, Q. >0 . Когато охлаждате тялото т2.< т1. И следователно, Q.< 0 .
В случай, че е известен топлинният капацитет на цялото тяло От, Q. Определено по формулата: Q \u003d C (t 2 - t 1).
22) Топене: определение, изчисляване на количеството топлина за топене или втвърдяване, специфична топла топлина, графика t 0 (q).
Термодинамика
Секцията на молекулярна физика, която изследва енергийното предаване, моделите на превръщането на един вид енергия към другите. За разлика от молекуляр-кинетичната теория, термодинамиката не взема под внимание вътрешна структура Вещества и микротараметри.
Термодинамична система
Това е комбинация от органи, които обменят енергия (под формата на работа или топлина) помежду си или с екология. Например, водата в канала се охлажда, топлината се среща с чайник и електрическа кана с околната среда. Цилиндърът с газ под буталото: Буталото извършва работа, в резултат на това газът получава енергия и неговите макропараметри се променят.
Количество топлина
то енергиякоето или дава системата в процеса на топлообмен. Той е обозначен с Q символа, се измерва като всяка енергия в джоули.
В резултат на различни топлообменни процеси, енергията, която се предава, се определя по свой собствен начин.
Отопление и охлаждане
Този процес се характеризира с промяна на температурата на системата. Количеството топлина се определя по формулата
Специфичен топлинен капацитет с измерено чрез количеството топлина, която е необходима за отопление единици на масата Това вещество е 1K. За отопление 1kg стъкло или 1 кг различно число Енергия. Специфична топлинна мощност - известна, вече изчислена за всички вещества стойността, което означава да се гледа във физически таблици.
Топлинния капацитет на веществото S. - Това е количеството топлина, която е необходима за нагряване на тялото, без да се вземат предвид масата си на 1K.
Топене и кристализация
Топене - преход на вещество от твърдо състояние в течност. Обратният преход се нарича кристализация.
Енергията, която се изразходва за унищожаването на кристалната решетка на веществото, се определя по формулата
Специфична топла топлина, известна с всяка стойност на веществото, което означава да се гледа във физически таблици.
Различност (изпаряване или кипене) и кондензация
Различеността е преход на вещество от течно (твърдо) състояние в газообразно. Обратен процес наречена кондензация.
Специфична топла за пара, известна за всяка стойност на веществото, което означава във физическите таблици.
Изгаряне
Количеството топлина, което се разпределя по време на изгарянето на веществото
Специфична топлина за горене, известна с всяка стойност на веществото, което означава да се гледа във физически таблици.
За затворени и адиабатно изолирани системни органи се извършва уравнението на топлината. Алгебричното количество от количеството топлина, дадено и получено от всички органи, участващи в топлообмена, е нула:
Q 1 + Q 2 + ... + Q n \u003d 0
23) структурата на течности. Повърхностен слой. Повърхностно напрежение: Примери за проявление, изчисление, коефициент на натоварване.
От време на време всяка молекула може да се премести на следващото свободно място. Такива скокове в течности се появяват доста често; Следователно молекулите не са обвързани с определени центрове, както в кристали, и могат да се движат по целия обем на течността. Това обяснява плавността на течностите. Благодарение на силното взаимодействие между тясно разположените молекули, те могат да образуват локални (нестабилни) поръчани групи, съдържащи няколко молекули. Този феномен се нарича средна процедура (Фиг. 3.5.1).
Коефициентът β се нарича температурен коефициент Разширяване на обема . Този коефициент на течности е десет пъти повече от твърд. Във вода, например при температура от 20 ° С в ≈ 2 · 10 - 4 К - 1, в стоманена р р ≈ 3.6 · 10 - 5 K - 1, в кварцово стъкло р 39 · 10 - 6 - един.
Топлинната експанзия на водата има интересна аномалия за живота на земята. При температури под 4 ° C водата се разширява с намаляване на температурата (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.
Когато замръзне, водата се разширява, така че леденият остава да плува на повърхността на резервоара за замръзване. Температурата на замръзващата вода под лед е 0 ° С. В по-плътните пластове вода в долната част на резервоара, температурата се оказва от около 4 ° С. Поради това, животът може да съществува в резервоарите за замразяване на водата.
Повечето интересна функция Течности са присъствие безплатна повърхност . Течността, за разлика от газовете, не запълва целия обем на съда, в който е нанит. Между течност и газ (или ферибот) границата на секцията е оформена, която е в специални условия В сравнение с останалата част от масата на течността. Трябва да се има предвид, че поради изключително ниската компресируема, наличието на по-гъсто опакован повърхностен слой не води до значителна промяна в обема на течността. Ако молекулата се премести от повърхността в течността, силите на междумолекулното взаимодействие ще бъдат положителни. Напротив, за да издърпат някои молекули от дълбочината на течността към повърхността (т.е. увеличаване на повърхностната площ на течността), външните сили трябва да направят положителна работа δ А. Външна промяна в δ С. Площ:
Известно е от механиката, че равновесието на системата съответства на минималната стойност на потенциалната му енергия. От това следва, че свободната повърхност на течността се стреми да намали своята област. Поради тази причина свободната капка течност взема сферична форма. Течността се държи така, сякаш за допирателната повърхност има сили, които намаляват (затягане) на тази повърхност. Тези сили се наричат силките на повърхностното напрежение .
Наличието на повърхностните напречни сили прави повърхността на течността, подобна на еластичен разтеглен филм, с единствената разлика, че еластичната сила във филма зависи от неговата повърхност (т.е. от начина, по който филмът е деформиран) и повърхността напрежение не зависи От повърхността на повърхността на течността.
Някои течности, като сапунена вода, имат способността да образуват тънки филми. Всички добре известни сапунени мехурчета имат подходящата сферична форма - това също показва ефекта от повърхностните напречни сили. Ако пуснете тел рамката в сапунния разтвор, едната страна на която се движи, тогава всичко ще плъзне течния филм (фиг. 3.5.3).
Силите на повърхностното напрежение се стремят да намалят повърхността на филма. За равновесие подвижната страна на рамката е необходимо да се направи външна сила, ако при действието на силата на напречната греда се движи към δ х.След това операцията ще бъде изпълнена δ А. Vn \u003d. Е. VN Δ. х. = Δ Напр. = σΔ С.където δ. С. = 2Л.Δ х. - увеличаването на повърхността на двете страни на сапунния филм. Тъй като модулите на силите и същото, можете да напишете:
|
По този начин коефициентът на наклона напрежение σ може да се определи като модул за захранване на повърхността, действащ на единица дължина, ограничаваща повърхност.
Поради действието на повърхностните напречни сили в капки течност и вътре сапунени мехурчета възниква свръхналягане Δ. пс.. Ако умствено намали сферичен спад на радиус R. За две половини всяка от тях трябва да бъде равновесие под действието на силите на повърхностното напрежение, приложено към границата на рязане 2π R. и сили свръхналяганедейства на площта π R. 2 секции (фиг. 3.5.4). Състоянието на равновесието е написано като
Ако тези сили са по-големи от взаимодействията между самата течност, течността омокряне. Повърхност на твърдото вещество. В този случай течността се приближава към твърдата повърхност под някои остър ъгъл θ, характеристика на тази двойка, течността е солидна. Ъгълът θ се нарича регионален ъгъл . Ако силите на взаимодействието между молекулите на флуидите надвишават силните страни на тяхното взаимодействие с твърди молекули на тялото, тогава ъгъла на ръба θ се оказва глупав (фиг. 3.5.5). В този случай те казват тази течност не мокри Повърхност на твърдото вещество. За пълно овлажняванеθ \u003d 0, когато пълен вагонθ \u003d 180 °.
Капилярни явления Извикване или понижаване на течността в малки тръби с диаметър - капиляри. Намокрещи течности се издигат в капиляри, които са намалени - пропускат.
На фиг. 3.5.6 изобразява капилярна тръба от някакъв радиус r., понижени от долния край на омокрящата течност на плътността ρ. Горният край на капиляра е отворен. Повдигането на течността в капиляра продължава, докато силата на гравитацията, действаща върху флуидния полюс в капиляра, няма да бъде равна на получения модул за разрешаване Е. Силите на повърхностното напрежение, действащи по границите на контакта на течността с повърхността на капиляра: Е. T \u003d. Е. n, къде Е. T \u003d. mg. = ρ х.π r. 2 г., Е. H \u003d σ2π. r. Cos θ.
Това предполага:
С пълни не-часовници θ \u003d 180 °, защото θ \u003d -1 и следователно, х. < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.
Водата е почти напълно омокряща чистата повърхност на стъклото. Напротив, живакът не е напълно мокри повърхността на стъклото. Следователно нивото на живак в стъклената капилярна се намалява под нивото в съда.
24) Различие: определение, видове (изпаряване, кипене), изчисляване на количеството топлина за изпаряване и кондензация, специфичната топлина на изпаряването.
Изпаряване и кондензация. Обяснение на явлението за изпаряване въз основа на идеите за молекулярната структура на веществото. Специфична топлина на изпаряване. Нейните единици.
Феноменът на превръщането на течност в пара се нарича изпаряване.
Изпаряване -Полюгиране на изпаряване, наблюдавано от отворена повърхност.
Течните молекули се движат с различни скорости. Ако някаква молекула е на повърхността на течността, тя може да преодолее привличането на съседни молекули и да лети от течността. Пускането на молекули образуват двойки. В останалите молекули на флуида, скоростта се променя. Някои молекули в същото време придобиват скорост, достатъчно да летят от течността. Този процес продължава, така че течностите се изпаряват бавно.
* Скоростта на изпаряване зависи от рода на течността. Най-бързият изпарява тези течности, в които молекулите се привличат с по-малка сила.
* Изпаряването може да настъпи при всяка температура. Но за високи температури Изпаряването се извършва по-бързо .
* Скоростта на изпаряване зависи от нейната повърхностна площ.
* С вятър (въздушен поток), изпарението се среща по-бързо.
Когато се изпарява, вътрешната енергия намалява, защото Когато се изпари, течността оставя бързи молекули, следователно, средната скорост на останалите молекули е намалена. Това означава, че ако няма приток на енергия отвън, температурата на течността намалява.
Феноменът на трансформацията на пара в течност се нарича кондензация.
То е придружено от енергии.
Кондензацията на двойката обяснява образуването на облаци. Водни двойки, издигащи се над земята, образуват в горните студени слоеве на облаците, които се състоят от най-малките капчици вода.
Специфична топлинна пара - Фис. Стойността, която показва кой е необходим брой топлина, за да се превърне течността с тегло 1 kg на двойки без промяна в температурата.
UD. Топлинна изпаряване Обозначава с буквата L и се измерва в J / kg
UD. Вода различна топла: l \u003d 2.3 × 10 6 J / kg, алкохол l \u003d 0.9 × 10 6
Брой топлина, необходима за превръщане на течността в двойки: Q \u003d lm
Както е известно, в различни механични процеси се осъществява промяна в механичната енергия. W. Мех. Мярката за промени в механичната енергия е работата на силите, прикрепени към системата:
(~ Delta w_ (meh) \u003d a. \\ t
С топлообмен, настъпва промяна във вътрешната енергия на тялото. Мярката за промени във вътрешната енергия при топлообмен е количеството топлина.
Количество топлина - Това е мярка за промени във вътрешната енергия, която тялото получава (или дава) в процеса на топлообмен.
Така, работата и количеството топлина характеризират промяната в енергията, но не и идентична енергия. Те не характеризират състоянието на системата, но определят процеса на преминаване на енергия от един вид в друг (от един орган в друг), когато държавата се променя и значително зависят от естеството на процеса.
Основната разлика между работата и количеството топлина е, че работата характеризира процеса на промяна на вътрешната енергия на системата, придружена от превръщането на енергия от един вид в друг (от механично вътрешно). Количеството на топлината характеризира процеса на предаване на вътрешната енергия от някои тела към друга (от по-нагрята до по-малко нагрята), не придружена от енергийни трансформации.
Опитът показва, че количеството топлина, необходим за затопляне на масата на тялото м. От температура T. 1 до температура T. 2, изчислени по формулата
(~ Q \u003d cm (t_2 - t_1) \u003d cm delta t, qqquad (1) \\ t
където ° С. - специфичен топлинен капацитет на веществото;
(~ C \u003d frac (q) (m (t_2 - t_1)). \\ T
Единицата на специфичния топлинен капацитет в С е джал до килограм-келвин (J / (kg · k)).
Специфична топлина ° С. Числено равен на количеството топлина, което трябва да се докладва на тялото с тегло 1 kg, за да го нагрява на 1 k.
Топлинен капацитет Тяло ° С. T е числено равно на количеството топлина, необходима за промяна на телесната температура с 1 до:
(~ C_t \u003d frac (q) (t_2 - t_1) \u003d cm. \\ T
Силата на топлинния капацитет на тялото в С е джаул на Келвин (J / K).
За да конвертирате течност в пара при постоянна температура, е необходимо да се прекара количеството топлина
(Q \u003d lm, qquad (2) \\ t
където Л. - специфичната топлина на изпаряването. Когато се подчертава кондензацията на парата същото количество топлина.
За да се разтопи кристалната телесна маса м. При точка на топене е необходимо да се информира количеството топлина
(Q \u003d lambda m, qquad (3) \\ t
където λ - специфична топла топлина. При кристализиране на тялото се маркира същото количество топлина.
Количеството топлина, което се откроява кога пълно изгаряне Горивна маса м.,
(~ Q \u003d qm, qquad (4))
където q. - специфични топлинни изгаряния.
Единица специфична топлина на изпаряване, топене и изгаряне в Si - джаул на килограм (J / kg).
Литература
Aksenovich L. A. Физика в гимназия: Теория. Задачи. Тестове: проучвания. Ръководство за институции, осигуряващи обща стойност. Медия, образование / L. A. Aksenovich, N.N.Rakina, K. S. Farino; Ед. К. С. Фарино. - mn: adukatsya i vikavanne, 2004. - C. 154-155.
