Il-sħana - huwa ... X'inhu l-ammont ta 'sħana li toħroġ waqt il-ħruq?

sustanzi kollha għandhom intern tal-enerġija. Dan il-valur huwa kkaratterizzat minn għadd ta 'proprjetajiet fiżiċi u kimiċi, fosthom attenzjoni partikolari li għandha tingħata għas-sħana. Dan il-valur huwa valur matematiċi astratt li jiddeskrivi l-qawwa ta 'sustanza interazzjoni molekulari. Fehim mekkaniżmu ta 'skambju ta' sħana jistgħu jgħinu risposta għad-domanda, liema ammont ta 'sħana liberat matul sustanzi tkessiħ u tisħin u kombustjoni tagħhom.

L-istorja tal-iskoperta ta 'sħana

Inizjalment, il-fenomenu trasferiment tas-sħana deskritt hija sempliċi ħafna u ċara: jekk it-temperatura tal-materjal jogħla, jiġrilha l-sħana, u fil-każ ta 'tkessiħ, dan jalloka lill-ambjent. Madankollu, il-sħana - mhuwiex ikkunsidrat bħala komponent tal-fluwidu jew tal-korp kien maħsub tliet sekli ilu. Nies naively jemmnu li s-sustanza tikkonsisti f'żewġ partijiet: l-molekuli u sħana. Issa ftit ftakar li t-terminu "Temperatura" bil-Latin tfisser "taħlita", u, per eżempju, bronż mitkellma bħala "landa u ramm temperatura".

Fis-seklu 17 kien hemm żewġ ipoteżijiet li jistgħu jispjegaw b'mod ċar il-fenomenu ta 'sħana u s-sħana trasferiment. L-ewwel proposta fl 1613, Galileo. kliem tiegħu kienet: "Il-sħana - huwa sustanza mhux tas-soltu li jistgħu jippenetraw fi kwalunkwe tal-ġisem u barra minnhom." Galileo jismu din is-sustanza kaloriji. Huwa sostna li kaloriji ma jistgħux jinqerdu jew jiġu meqruda, u biss jistgħu jiċċaqalqu minn korp wieħed għall-ieħor. Għaldaqstant, l-aktar fis-sustanza ta 'kaloriji, l-ogħla temperatura tagħha.

It-tieni ipoteżi daħal 1620, u offriet lill-filosofu Bacon. Huwa nnutat li taħt il-daqqa qawwija ta 'l-martell l-ħadid jisħon. Dan il-prinċipju mħaddma u fueling-nar minn frizzjoni, wassal Bacon biex jaħsbu dwar in-natura molekulari ta 'sħana. Huwa afferma li l-azzjoni mekkanika fuq il-ġisem ta 'molekuli tagħha jibdew taħbit kontra xulxin, biex tiżdied il-veloċità tal-moviment u b'hekk jgħolli t-temperatura.

Ir-riżultat kien il-konklużjoni tat-tieni ipoteżi li sħana - ir-riżultat ta 'azzjoni mekkanika sustanzi molekolari ma' xulxin. Din it-teorija għal perjodu twil ta 'ħin jippruvaw jiġġustifikaw u tipprova l-Lomonosov sperimentali.

Il-sħana - huwa miżura ta 'enerġija intern,

skulari moderni waslu għall-konklużjoni li ġejja: l-enerġija termali huwa r-riżultat ta 'interazzjoni bejn il-molekuli ta' materja, jiġifieri .. L-enerġija interna tal-ġisem. veloċità partiċelli tiddependi mit-temperatura u l-valur tas-sħana huwa direttament proporzjonali għall-massa tas-sustanza. Per eżempju, barmil ta 'ilma għandu enerġija tas-sħana ogħla mill-tazza mimlija. Madankollu saucer bil-likwidu sħun jista 'jkollhom inqas sħana milli l-baċir kiesaħ.

teorija kaloriji, li kien propost fl-seklu 17, Galileo, xjentisti ikkonfutati J. Joel u B. Rumford. Huma wrew li s-sħana ma jkollhom ebda piż u hija kkaratterizzata esklussivament b'mozzjoni tal-molekuli mekkaniku.

X'inhu l-ammont ta 'sħana li toħroġ waqt il-ħruq tas-sustanza? sħana speċifika tal-kombustjoni

Sal-lum, is-sorsi ta 'enerġija versatili u użati ħafna huma pit, żejt, faħam, gass naturali jew injam. Il-kombustjoni ta 'dawn is-sustanzi huwa allokat ċertu ammont ta' sħana huwa użat għat-tisħin, bidu mekkaniżmi u simili. D. Kif jista 'jikkalkula dan il-valur fil-prattika?

Għal dan il-kunċett jiġi introdott sħana speċifika tal-kombustjoni. Dan il-valur jiddependi fuq il-kwantità ta 'sħana li jiġi rilaxxat matul il-kombustjoni ta' 1 kg ta 'sustanza partikolari. Huwa nominat mill lq ittra u jitkejjel J / kg. Hawn taħt huwa tabella ta 'valuri ta' q wħud mill-aktar tipi komuni ta 'fjuwil.

Inġinier kostruzzjoni u magni kalkolu bżonn tkun taf l-kwantità ta 'sħana rilaxxata waqt il-ħruq ta' ċertu ammont ta 'sustanza. Għal dan nistgħu nużaw kejl indiretti mill-Q-formula = qm, fejn Q - huwa l-valur kalorifiku tas-sustanza, q - sħana speċifika tal-kombustjoni (Tabella tal-valur), u m - massa partikolari.

formazzjoni Sħana matul il-kombustjoni hija bbażata fuq il-fenomenu tar-rilaxx enerġija fil-formazzjoni ta 'bonds kimiċi. L-eżempju sempliċi hija l-kombustjoni ta 'karbonju li tinsab fi kwalunkwe mill-tipi ta' fjuwils moderni. Karbonju maħruq fil-preżenza ta 'arja u jgħaqqad ma' ossiġnu għall jifforma diossidu tal-karbonju. Il-formazzjoni ta 'bonds kimiċi iseħħ bir-rilaxx ta' enerġija termali fl-ambjent, u l-enerġija tal-persuna adattata għall-użu għall-iskopijiet tagħhom stess.

Sfortunatament, in-nefqa imprudenti ta 'riżorsi prezzjużi bħal żejt jew tal-pit, dalwaqt jista' jwassal għat-tnaqqis tas-sorsi ta 'produzzjoni ta' dawn il-fjuwils. Diġà llum hemm apparat elettriku u mudelli tal-karozzi anke ġodda, li huma bbażati fuq sorsi ta 'enerġija alternattivi bħall dawl tax-xemx, l-ilma, jew l-enerġija tal-qoxra tad-dinja.

trasferiment tas-sħana

Il-ħila li jiskambjaw enerġija termali fil-ġisem jew minn korp wieħed għall-ieħor huwa msejjaħ il- trasferiment tas-sħana. Dan il-fenomenu iseħħ b'mod spontanju u sseħħ biss meta differenzi fit-temperatura. Fil-każ sempliċi, l-enerġija termali huwa trasferit minn aktar imsaħħan lil korp inqas msaħħna sakemm sakemm ikun stabbilit ekwilibriju.

Korp b'għażla jkun estern għall seħħew il-fenomenu trasferiment tas-sħana. Fi kwalunkwe każ, it-twaqqif ta 'ekwilibriju jista' jseħħ u distanza qasira bejn dawn l-oġġetti, iżda b'rata aktar bil-mod milli meta jkunu f'kuntatt.

trasferiment tas-sħana jistgħu jinqasmu fi tliet tipi:

1. konduttività termali.

2. konvezzjoni.

3. L-iskambju radjanti.

konduttività termali

Dan il-fenomenu huwa bbażat fuq it-trasferiment ta 'enerġija termali bejn l-atomi jew molekuli ta' materja. Kawza ta 'trasmissjoni - Moviment każwali ta' molekuli u kolliżjoni kostanti tagħhom. Li biha sħana huwa trasferit minn molekula waħda għal ieħor katina.

Watch sħana fenomenu konduzzjoni jista tqabbid ta 'kwalunkwe materjal tal-ħadid meta l-wiċċ eritema testendi bla xkiel u gradwalment jimmodera (ċertu ammont ta' sħana huwa rilaxxat fl-ambjent).

J. Fourier derivati formula għall fluss tas-sħana, li ġabret il-kwantitajiet kollha li jaffettwaw il-grad ta 'materjal konduzzjoni tas-sħana (ara. Figura hawn taħt).

F'din il-formula, Q / t - fluss tas-sħana, λ - koeffiċjent konduttività termali, S - żona cross-sectional, T / X - il-proporzjon tad-differenza fit-temperatura bejn it-tmiem tal-ġisem jinsab f'distanza ċerta.

konduttività termali huwa l-valur tabulari. Ikollha valur prattiku għall-iżolament ta 'dar jew iżolament tagħmir.

sħana radjanti

Mod ieħor għas-sħana, li hija bbażata fuq il-fenomenu ta 'radjazzjoni elettromanjetika. Hija differenti mill-konvezzjoni u konduzzjoni tas-sħana huwa li trasferiment ta 'enerġija jistgħu jseħħu fil-vakwu. Madankollu, bħal fl-ewwel każ, għandu jkun hemm differenza fit-temperatura.

Radjanti iskambju - huwa eżempju ta 'trasferiment enerġija tas-sħana tax-xemx biex wiċċ id-dinja, li huwa responsabbli għar-radjazzjoni preferibbilment infra-aħmar. Li jiġi determinat kemm sħana tilħaq il-wiċċ tad-dinja, dawn kienu mibnija stazzjonijiet numerużi li jimmonitorjaw l-bidla tal-indikatur.

konvezzjoni

moviment fluss ta 'arja konvezzjoni hija direttament relatata mal-fenomenu trasferiment tas-sħana. Ma jimpurtax kemm ħafna sħana aħna rrappurtati likwidu jew gass, molekuli solute jibdew jiċċaqilqu aktar mgħaġġel. Minħabba dan, il-pressjoni tas-sistema sħiħa hija mnaqqsa u l-ammont ta ', għall-kuntrarju, żidiet. Din hija r-raġuni għaliex il-moviment ta 'arja sħuna jew gass ieħor flussi fuq.

L-eżempju sempliċi ta 'użu tal-fenomenu tal konvezzjoni fid-tisħin tal-ispazju dar jistgħu jiġu msejħa permezz batteriji. Dawn jinsabu fil-qiegħ tal-kamra mhuwiex biss hekk, u sabiex isaħħnu l-arja li kellu jitla ', li jwassal għall-fluss ċirkolazzjoni permezz tal-kamra.

Kif tista 'tkejjel l-ammont ta' sħana?

-Sħana tal-tisħin jew tkessiħ huwa kkalkulat matematikament billi jintuża mezz speċjali - calorimeter. Installazzjoni insulati rappreżentat minn bastiment kbir mimli bl-ilma. termometru biex titkejjel it-temperatura inizjali tal-mezz titbaxxa fil-likwidu. Imbagħad mgħaddas fis korp ta 'ilma msaħħan biex jikkalkulaw il-bidla fit-temperatura fluwidu wara l-istabbiliment ta' ekwilibriju.

Billi żżid jew tnaqqas il-mezz t hija determinata, il-kwantità ta 'sħana għat-tisħin tal-ġisem li jintefqu. Il calorimeter huwa mezz sempliċi li jistgħu jirreġistraw l-bidla fit-temperatura.

Ukoll, bl-użu calorimeter jista 'jikkalkula kemm tal-sħana li toħroġ waqt il-ħruq ta' materjali. Għal dan il-għan, bastiment mimlija bl-ilma, imqiegħda "il-bomba." Din l- "bomba" huwa reċipjent magħluq li fih is-sustanza tat-test tkun allokata. Għal dan sommat elettrodi speċjali għall tqabbid u l-kabina hija mimlija bl-ossiġnu. Wara aġent ta 'kombustjoni kompleta rreġistrati bidla fit-temperatura ilma.

Matul dawn l-esperimenti stabbilit li l-għejun tas-sħana huma reazzjonijiet kimiċi u nukleari. reazzjonijiet nukleari jseħħu fis-saffi aktar profonda tal-pjaneta, li jiffurmaw il-provvista tas-sħana prinċipali tal-pjaneta kollu. Huma wkoll użati mill-bniedem biex jipproduċu l-enerġija matul fużjoni.

Eżempji ta 'reazzjonijiet kimiċi huma sustanzi u dekompożizzjoni ta' polimeri ħruq għall-monomeri fis-sistema diġestiva bniedem. Il-kwalità u l-kwantità tal-bonds kimiċi fil-molekula jiddetermina kemm sħana se jispikkaw fl-aħħar.

Dak huwa mkejjel mill-sħana?

L-unità tal-kejl sħana fis-sistema SI huwa l-joule (J). Ukoll, l-unitajiet mhux SI huma użati fil-ħajja ta 'kuljum - kaloriji. 1 kaloriji ugwali għal 4.1868 J u l-istandard internazzjonali bbażata fuq 4184 J. thermochemistry. Preċedenti sodisfatti British BTU unità termali, li rarament użat minn xjentisti. 1 BTU = 1055 J.