I dag vil vi forsøge at finde svaret på spørgsmålet“Varmeoverførsel er det? ..”. I artiklen vil vi overveje, hvad processen er, hvilke typer af den der findes i naturen og også finde ud af, hvad der er forholdet mellem varmeoverførsel og termodynamik.
Varmeoverførsel er en fysisk proces, essensenhvilket er overførslen af termisk energi. Udvekslingen finder sted mellem to organer eller deres system. I dette tilfælde er en forudsætning overførsel af varme fra mere opvarmede legemer til mindre opvarmede.
Varmeoverførsel er den samme slags fænomensom kan forekomme både med direkte kontakt og i nærvær af separerende partitioner. I det første tilfælde er alt klart, i det andet kan organer, materialer og miljøer bruges som barrierer. Varmeoverførsel vil ske i tilfælde, hvor et system, der består af to eller flere organer, ikke er i en tilstand af termisk ligevægt. Det vil sige, at et af objekterne har en højere eller lavere temperatur end det andet. Derefter finder overførslen af varmeenergi sted. Det er logisk at antage, at det slutter, når systemet kommer i en tilstand af termodynamisk eller termisk ligevægt. Processen finder sted spontant, som den anden lov om termodynamik kan fortælle os om.
Varmeoverførsel er en proces, der kanopdelt i tre måder. De vil have en grundlæggende karakter, da der i dem kan skelnes mellem reelle underkategorier, som har deres egne karakteristiske træk sammen med generelle mønstre. I dag er det sædvanligt at skelne mellem tre typer varmeoverførsel. Disse er termisk ledningsevne, konvektion og stråling. Lad os starte med det første, måske.
Dette er navnet på ejendommen for dette eller det andetaf det materielle legeme for at overføre energi. Dermed overføres det fra den varmere del til den koldere. Dette fænomen er baseret på princippet om kaotisk bevægelse af molekyler. Dette er den såkaldte browniske bevægelse. Jo højere kropstemperatur, jo mere aktivt bevæger molekylerne sig i den, da de har mere kinetisk energi. Elektroner, molekyler, atomer er involveret i processen med varmeledning. Det udføres i organer, hvor forskellige dele har forskellige temperaturer.
Hvis stoffet er i stand til at lede varme, kan vi dettale om tilstedeværelsen af en kvantitativ egenskab. I dette tilfælde spilles dens rolle af den termiske konduktivitetskoefficient. Denne egenskab viser, hvor meget varme der vil passere gennem enhedens indikatorer for længde og areal pr. Tidsenhed. I dette tilfælde ændrer kropstemperaturen med nøjagtigt 1 K.
Det blev tidligere antaget, at varmevekslingen i forskelligelegemer (herunder varmeoverførsel af lukkede strukturer) er forbundet med det faktum, at den såkaldte kalorier flyder fra en del af kroppen til en anden. Ingen fandt imidlertid tegn på dens virkelige eksistens, og da den molekylær-kinetiske teori udviklede sig til et vist niveau, glemte alle at tænke på kalorier, da hypotesen viste sig at være uholdbar.
Under denne metode til udveksling af termisk energitransmission ved hjælp af interne strømme forstås. Lad os forestille os en kedel vand. Som du ved stiger mere opvarmede luftstrømme opad. Og de koldere, de tungere, går ned. Så hvorfor skulle tingene være anderledes med vand? Alt er nøjagtigt det samme med hende. Og i processen med en sådan cyklus opvarmes alle lag vand uanset hvor mange af dem, indtil der opstår en termisk ligevægt. Under visse betingelser, selvfølgelig.
Denne måde er dybest setelektromagnetisk stråling. Det opstår på grund af intern energi. Vi vil ikke gå dybt ind i teorien om termisk stråling, bare bemærke, at årsagen her ligger i arrangementet af ladede partikler, atomer og molekyler.
Lad os nu tale om, hvordan det ser ud i praksisberegning af varmeoverførsel. Lad os løse et simpelt problem, der er relateret til mængden af varme. Lad os sige, at vi har en masse vand svarende til et halvt kilogram. Vandets indledende temperatur er 0 grader Celsius, den endelige temperatur er 100. Lad os finde den mængde varme, vi har brugt til at opvarme denne masse stof.
Til dette har vi brug for formlen Q = cm (t2-t1), hvor Q er mængden af varme, c er den specifikke varme af vand, m er massen af et stof, t1 - indledende, t2 - endelig temperatur.For vand er værdien af c tabelform. Den specifikke varmekapacitet er lig med 4200 J / kg * C. Nu erstatter vi disse værdier i formlen. Vi får, at varmemængden vil være lig med 210.000 J eller 210 kJ.
Termodynamik og varmeoverførsel er relateretnogle love. De er baseret på viden om, at ændringer i intern energi i systemet kan opnås på to måder. Den første er mekanisk arbejde. Det andet er kommunikationen af en vis mængde varme. Forresten er den første lov om termodynamik baseret på dette princip. Her er dets formulering: hvis en bestemt mængde varme blev kommunikeret til systemet, vil den blive brugt på at udføre arbejde på eksterne kroppe eller på at øge dets interne energi. Matematisk notation: dQ = dU + dA.
Absolut alle mængder, der er inkluderet imatematisk registrering af termodynamikens første lov, kan skrives både med plustegnet og med minustegnet. Desuden vil deres valg være dikteret af procesforholdene. Lad os sige, at systemet modtager noget varme. I dette tilfælde opvarmes legemerne i det. Derfor udvides gassen, hvilket betyder, at der arbejdes. Som et resultat vil værdierne være positive. Hvis mængden af varme tages væk, køles gassen, der arbejdes på den. Værdierne vendes.
Antag, at vi har et bestemt med jævne mellemrummotor. I den udfører arbejdsfluidet (eller systemet) en cirkulær proces. Det kaldes normalt en cyklus. Som et resultat vender systemet tilbage til dets oprindelige tilstand. Det ville være logisk at antage, at ændringen i intern energi i dette tilfælde vil være lig med nul. Det viser sig, at mængden af varme bliver lig med det perfekte arbejde. Disse bestemmelser gør det muligt at formulere den første lov om termodynamik på en anden måde.
Ud fra det kan vi forstå, at det i naturen ikke kander er en maskine til evig bevægelse af den første art. Det vil sige en enhed, der udfører arbejde i en større mængde sammenlignet med den energi, der modtages udefra. I dette tilfælde skal handlinger udføres regelmæssigt.
Lad os starte med den isokoriske proces.Med det forbliver lydstyrken konstant. Dette betyder, at volumenændringen vil være nul. Derfor vil arbejdet også være nul. Lad os smide dette udtryk ud fra termodynamikens første lov, hvorefter vi får formlen dQ = dU. Dette betyder, at al den varme, der tilføres systemet, i den isokoriske proces bruges på at øge den indre energi i gassen eller blandingen.
Lad os nu tale om den isobare proces.Trykket forbliver konstant i det. I dette tilfælde vil den interne energi ændre sig parallelt med udførelsen af arbejdet. Her er den originale formel: dQ = dU + pdV. Vi kan let beregne det arbejde, der udføres. Det vil være lig med udtrykket uR (T2-T1).Forresten er dette den fysiske betydning af den universelle gaskonstant. I nærværelse af en mol gas og en temperaturforskel på en Kelvin vil den universelle gaskonstant være lig med det arbejde, der er udført i den isobare proces.
