Формула количества теплоты в физике
Определение и формула количества теплоты
Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить двумя способами:
- совершая над системой работу,
- при помощи теплового взаимодействия.
Передача тепла телу не связана с совершением над телом макроскопической работы. В данном случае изменение внутренней энергии вызвано тем, что отдельные молекулы тела с большей температурой совершают работу над некоторыми молекулами тела, которое имеет меньшую температуру. В этом случае тепловое взаимодействие реализуется за счет теплопроводности. Передача энергии также возможна при помощи излучения. Система микроскопических процессов (относящихся не ко всему телу, а к отдельным молекулам) называется теплопередачей. Количество энергии, которое передается от одного тела к другому в результате теплопередачи, определяется количеством теплоты, которое предано от одного тела другому.
ОпределениеТеплотой называют энергию, которая получается (или отдается) телом в процессе теплообмена с окружающими телами (средой). Обозначается теплота, обычно буквой Q.
Это одна из основных величин в термодинамике. Теплота включена в математические выражения первого и второго начал термодинамики. Говорят, что теплота – это энергия в форме молекулярного движения.
Теплота может сообщаться системе (телу), а может забираться от нее. Считают, что если тепло сообщается системе, то оно положительно.
Формула расчета теплоты при изменении температуры
Элементарное количество теплоты обозначим как . Обратим внимание, что элемент тепла, которое получает (отдает) система при малом изменении ее состояния не является полным дифференциалом. Причина этого состоит в том, что теплота является функцией процесса изменения состояния системы.
Элементарное количество тепла, которое сообщается системе, и температура при этом меняется от Tдо T+dT, равно:
где C – теплоемкость тела. Если рассматриваемое тело однородно, то формулу (1) для количества теплоты можно представить как:
где – удельная теплоемкость тела, m – масса тела, – молярная теплоемкость, – молярная масса вещества, – число молей вещества.
Если тело однородно, а теплоемкость считают независимой от температуры, то количество теплоты (), которое получает тело при увеличении его температуры на величину можно вычислить как:
где t2, t1 температуры тела до нагрева и после. Обратите внимание, что температуры при нахождении разности () в расчетах можно подставлять как в градусах Цельсия, так и в кельвинах.
Формула количества теплоты при фазовых переходах
Переход от одной фазы вещества в другую сопровождается поглощением или выделением некоторого количества теплоты, которая носит название теплоты фазового перехода.
Так, для перевода элемента вещества из состояния твердого тела в жидкость ему следует сообщить количество теплоты () равное:
где – удельная теплота плавления, dm – элемент массы тела. При этом следует учесть, что тело должно иметь температуру, равную температуре плавления рассматриваемого вещества. При кристаллизации происходит выделение тепла равного (4).
Количество теплоты (теплота испарения), которое необходимо для перевода жидкости в пар можно найти как:
где r – удельная теплота испарения. При конденсации пара теплота выделяется. Теплота испарения равна теплоте конденсации одинаковых масс вещества.
Единицы измерения количества теплоты
Основной единицей измерения количества теплоты в системе СИ является: [Q]=Дж
Внесистемная единица теплоты, которая часто встречается в технических расчетах. [Q]=кал (калория). 1 кал=4,1868 Дж.
Примеры решения задач
ПримерЗадание. Какие объемы воды следует смешать, чтобы получить 200 л воды при температуре t=40С, если температура одной массы воды t1=10С, второй массы воды t2=60С?
Решение. Запишем уравнение теплового баланса в виде:
где Q=cmt – количество теплоты приготовленной после смешивания воды; Q 1=cm1t1 – количество теплоты части воды температурой t1 и массой m1; Q2=cm2t2– количество теплоты части воды температурой t2 и массой m2.
Из уравнения (1.1) следует:
При объединении холодной (V1) и горячей (V2) частей воды в единый объем (V) можно принять то, что:
Так, мы получаем систему уравнений:
Решив ее получим:
Проведем вычисления (это можно сделать, не переходя в систему СИ):
(л)
(л)
Ответ. V1=80 л, V2=120 л.
ПримерЗадание. Теплоемкость тела изменяется по линейному закону (рис.1) в зависимости от абсолютной температуры в рассматриваемом интервале . Какое количество теплоты получает тело, если T1=300 К, T2=400 К.
(Дж/К)
Основой для решения задачи послужит формула для количества теплоты в виде:
Подставим полученное выражение для теплоемкости (2.1) в формулу (2.2) поведем интегрирование в заданном интервале температур:
(Дж)
Ответ. =1700 Дж
Читать дальше: Формула напряженности магнитного поля.
Вы поняли, как решать? Нет?
Помощь с решением
www.webmath.ru
Формула количества теплоты
Здесь – количество теплоты, – удельная теплоёмкость вещества, из которого состоит тело, – масса тела, – разность температур.
Единица измерения количества теплоты — Дж (Джоуль) или кал (калория).
По сути тепловая энергия – это внутренняя энергия тела, значит потеря тепла – это уменьшение внутренней энергии тела, а нагревание – увеличение. Удельная теплоёмкость – это характеристика вещества, обозначающая его способность накапливать в себе внутреннюю (тепловую) энергию. Чем она меньше, тем легче вещество нагреть или охладить. Она не пропорциональна плотности, то есть более плотное вещество не обязательно будет нагреваться легче, чем менее плотное. Одно из веществ с большой теплоёмкостью – вода ( Дж/(кг * К)).
Примеры решения задач по теме «Количество теплоты»
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |||
Услуги | Формула тепла – отопление для вашего дома
Наши услуги:
Если вы решили, что пришла пора заняться отоплением в доме, мы рады вам в этом помочь. Вам не надо покупать оборудование в одной фирме, заказывать монтаж в другой, обслуживание – в третьей. Все это можно сделать у нас. Мы предлагаем широкий спектр услуг от оптово-розничной продажи отопительного оборудования импортного и отечественного производства до разработки и реализации проектов инженерных систем.
Подбор и комплектация отопительного оборудования
На основании теплотехнических характеристик Вашего дома и принимая во внимание Ваши пожелания, специалисты нашей компании подберут оптимальное отопительное оборудование и комплектующие материалы, отвечающие требованиям «цена/качество». Мы предлагаем только сертифицированное, адаптированное к российским условиям отопительное оборудование, соответствующее самым высоким требованием по надежности и долговечности. Приходите и наши специалисты проконсультируют вас по всему асортименту предлагаемого оборудования.
Составление предварительной сметы
Разработка сметы на выполнение полного комплекса работ возможна при предоставлении схематического плана вашего дома. При необходимости проведения замеров осуществляется выезд специалиста на объект.
В ориентировочную смету входит:
стоимость котельного оборудования;
стоимость отопительных приборов и коммуникаций;
стоимость специального оборудования;
стоимость монтажа системы отопления.
Затраты на приобретение отопительного оборудования в нашей компании при заказе полного пакета услуг будут значительно ниже, чем если Вы решите приобрести оборудование отдельно. Для наших клиентов существует гибкая система скидок.
Монтаж отопления
Мы предложим вам бригаду квалифицированных монтажников, которая выполнит монтаж системы отопления вашего дома на высоком профессиональном уровне в максимально быстрые сроки, в удобное для вас время.
Если в процессе монтажных работ произошли изменения в отопительной схеме мы производим замену не подошедшего материала на необходимое, а также делаем перерасчет и возврат оставшегося материала, возвращая ваши деньги.
Пуско-наладочные работы
Приобретая котельное оборудование в нашей компании, Вы получаете гарантию завода-производителя данного оборудования с момента проведения нашими специалистами пусконаладочных работ, в ходе которых проводится инструктаж по работе отопительной техники, осуществляется проверка функционирования всех участков системы отопления и настройка ее на необходимый для Вашего дома режим работы.
Гарантийное и сервисное обслуживание
Телефон 8(4842) 54-85-34
www.formula-tepla.ru
Формула количества теплоты – энциклопедический справочник и словарь для студента от А до Я
ОПРЕДЕЛЕНИЕ Количество тепла, затрачиваемого на нагревание тела или высвобождающегося при его охлаждении, равно произведению удельной теплоты вещества, массы тела и разницы между конечной и начальной температурами. Здесь Q – количество тепла, c – удельная теплота вещества, из которого состоит тело, m – масса тела, – разность температур. Единицей измерения количества тепла является Дж (джоуль) или фекалии (калории). Фактически, тепловая энергия является внутренней энергией тела, а это означает, что потеря тепла – это уменьшение внутренней энергии тела, а нагревание – увеличение. Удельная теплоемкость является характеристикой вещества, что указывает на его способность накапливать внутреннюю (тепловую) энергию сама по себе. Чем меньше это, тем легче нагревать или охлаждать вещество. Он не пропорционален плотности, т. Е. Более плотное вещество не обязательно нагревается более легко, чем менее плотное. Одним из веществ с высокой теплоемкостью является вода (c = 4187 Дж / (кг * K)). Примеры решения проблем на тему «Количество тепла» ПРИМЕР 1 4 кг воды нагревали при . Найдите количество тепла, затрачиваемого на отопление. Все необходимые количества уже предоставлены нам, мы знаем удельную теплоту воды: Расход тепла Дж. ПРИМЕР 2 В результате охлаждения тело потеряло Дж , затем тело было разделено на 2 равные части, один из которых был нагрет до градусов. Найдите полную внутреннюю энергию обеих частей (E), если первоначально температура тела была , ее теплоемкость c и масса m. концепции внутренней энергии и тепла является синонимом, то есть исходной энергией тела, мы можем легко найти: Обозначим: – количество потерянного тепла из-за охлаждения тела – количество тепла, сообщаемое одной из деталей в результате нагрева – количество тепла, передаваемого части, которая не нагревалась Так: Масса части тела равна половине массы тела, так как тело было разделено поровну: С другой частью ничего не делалось: Объединяя все это:
sciterm.ru
Трубы и фитинги | | Формула тепла
Металлопластиковые трубы HENCO
Производитель: HENCO, Бельгия
Трубы Хенко производятся по так называемой швейцарской технологии: на готовую полиэтиленовую трубу с нанесённым клеем накатывается слой алюминия, который сваривается встык, после чего на алюминий наносится слой клея и уже последний слой полиэтилена.
Существуют 2 серии: Henco RIXc и Henco Standart
В серии Henco RIXc выпускаются трубы трёх диаметров: 16, 20, 26, в серии Standart добавляется еще 32 диаметр (диаметры внешние).
Толщина алюминиевого слоя в трубе Henco RIXc: R160212 – 0.2 мм, в остальных – 0.28 мм. Предназначены трубы данной серии преимущественно для водоснабжения.
В обеих сериях используется сшитый полиэтилен PE-XC, что означает физическую (радиационную, но пусть вас не пугает это слово) сшивку полиэтилена, путём облучения электронами.
А вот толщина среднего слоя у серии Henco Standart выше – для труб 16 и 20 применяется алюминий толщиной 0.4 мм, а для 26 и 32 и того больше – 0.5 и 0.7 соответственно, что есть круто.
Толщина алюминиевого слоя это решающий показатель в плане стойкости трубы к внутреннему давлению, и это значит что трубы Хенко серии Standart вполне пригодны не только для водопровода, но и для отопления как в частном доме, где температуру и давление хозяин выставляет сам и тем самым ограждает себя от неприятных сюрпризов, так и в квартирах с центральным отоплением, поскольку эти трубы вполне выдерживают приличное давление и имеют стойкость к гидроударам.
Фитинги APE
Производитель: APE, Италия
Итальянская компания APE raccorderie производит металлопластиковые трубы, пресс-фитинги и обжимные фитинги из латуни.
Предприятие APE занимает 14.000 кв.м., находится в области Валтромпья, Италия.
На сегодняшний день это одно из немногих предприятий, у которого имеется собственный отдел контроля. Компания APE raccorderie сертифицирована согласно UNI EN ISO 9001: 2008. Некоторые изделия компании APE получили сертификацию организаций за рубежом — DVGW в Германии, Kiwa в Голландии, ITB в Польше, TSU в Словакии и ГОСТа в России.
Трубы, фитинги, арматура APE – продукция, обладающая огромным количеством неоспоримых преимуществ.
Они имеют исключительное итальянское качество, проверенное временем.
Их монтаж не вызывает абсолютно никаких проблем, а высокая герметичность и надежность соединения исключает риск возникновения протечек.
При изготовлении труб, фитингов и арматуры APE применяются нетоксичные материалы, за счет чего их можно использовать для транспортировки питьевой воды.
www.formula-tepla.ru
Насосное оборудованиеGrundfos Производитель: Grundfos, Германия Grundfos — один из мировых лидеров в производстве насосного оборудования. Компания Grundfos была основана в 1945 году. На данный момент она представлена 82 дочерними компаниями в 45 странах мира. Насосы Grundfos выпускаются на производственных предприятиях компании, расположенных в России, Бразилии, Китае, Дании, Финляндии, Франции, Германии, Венгрии, Италии, Швейцарии, Тайване, Великобритании и США. В России насосы GRUNDFOS известны с начала 60-х годов. Официальное представительство Грундфос в Москве открыто в 1992 году, а в 1998 году была основана дочерняя компания ООО «ГРУНДФОС». В 2005 году открыто первое производство в г. Истра (Московская область). Общий объем производства концерна составляет более 16 млн. насосов в год. Доля мирового рынка по циркуляционным насосам составляет более 50%, что делает Grundfos самым большим производителем насосов данного типа. |
Насосное оборудованиеДжилекс Производитель:Джилекс, Россия |
Насосное оборудованиеWilo Производитель: Wilo, Германия Немецкая промышленная группа WILO SE является одним из ведущих производителей насосов и насосных станций для отопления, кондиционирования, вентиляции, водоснабжения и водоотведения.
|
Российская компания Джилекс одна из первых в нашей стране занялась производством промышленного и бытового насосного оборудования. С момента начала своей деятельности (с 1993 года) Джилекс непрерывно развивается, расширяет ассортимент продукции и совершенствует качество изделий.www.formula-tepla.ru
Количество теплоты: формула, расчет
Что быстрее нагреется на плите – чайник или ведро воды? Ответ очевиден – чайник. Тогда второй вопрос – почему?
Ответ не менее очевиден – потому что масса воды в чайнике меньше. Отлично. А теперь вы можете проделать самостоятельно самый настоящий физический опыт в домашних условиях. Для этого вам понадобится две одинаковые небольшие кастрюльки, равное количество воды и растительного масла, например, по пол-литра и плита. На одинаковый огонь ставите кастрюльки с маслом и водой. А теперь просто наблюдайте, что быстрее будет нагреваться. Если есть градусник для жидкостей, можно применить его, если нет, можно просто пробовать температуру время от времени пальцем, только осторожно, чтобы не обжечься. В любом случае вы вскоре убедитесь, что масло нагревается значительно быстрее воды. И еще один вопросик, который тоже можно реализовать в виде опыта. Что быстрее закипит – теплая вода или холодная? Все снова очевидно – теплая будет на финише первой. К чему все эти странные вопросы и опыты? К тому, чтобы определить физическую величину, называемую «количеством теплоты».
Количество теплоты
Количество теплоты – это энергия, которую тело теряет или приобретает при теплопередаче. Это понятно и из названия. При остывании тело будет терять некое количество теплоты, а при нагревании – поглощать. А ответы на наши вопросы показали нам, от чего зависит количество теплоты? Во-первых, чем больше масса тела, тем большее количество теплоты надо затратить на изменение его температуры на один градус. Во-вторых, количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от того вещества, из которого оно состоит, то есть от рода вещества. И в-третьих, разность температур тела до и после теплопередачи также важна для наших расчетов. Исходя из всего вышесказанного, мы можем определить количество теплоты формулой:
Q=cm(t_2-t_1 ) ,
где Q – количество теплоты,
m – масса тела,
(t_2-t_1 ) – разность между начальной и конечной температурами тела,
c – удельная теплоемкость вещества, находится из соответствующих таблиц.
По этой формуле можно произвести расчет количества теплоты, которое необходимо, чтобы нагреть любое тело или которое это тело выделит при остывании.
Измеряется количество теплоты в джоулях (1 Дж), как и всякий вид энергии. Однако, величину эту ввели не так давно, а измерять количество теплоты люди начали намного раньше. И пользовались они единицей, которая широко используется и в наше время – калория (1 кал). 1 калория – это такое количество теплоты, которое потребуется для нагреванияь 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Руководствуясь этими данными, любители подсчитывать калории в съедаемой пище, могут ради интереса подсчитать, сколько литров воды можно вскипятить той энергией, которую они потребляют с едой в течение дня.
Нужна помощь в учебе?
Предыдущая тема: Излучение: сущность, опыт, энергия
Следующая тема:   Удельная теплоёмкость: расчет количества теплоты
Все неприличные комментарии будут удаляться.
www.nado5.ru