Enthalpy. - Denne egenskapen til et stoff som indikerer mengden energi som kan konverteres til varme.

Enthalpy. - Dette er en termodynamisk egenskap av et stoff som indikerer energinivålagret i sin molekylære struktur. Dette betyr at selv om stoffet kan ha energi på bakken, kan ikke alt omdannes til varme. En del av den interne energien forblir alltid i substans og opprettholder sin molekylære struktur. En del av stoffet er ikke tilgjengelig når temperaturen nærmer seg omgivelsestemperaturen. Dermed, enthalpy. - Dette er mengden energi som er tilgjengelig for konvertering for å varme i en viss temperatur og trykk. Enheter av enthalpy. - Britisk termisk enhet eller Joule for energi og BTU / LBM eller J / kg for spesifikk energi.

Antall entallpy.

Nummer entalpy substanser Basert på den angitte temperaturen. Denne temperaturen - Denne verdien som er valgt av forskere og ingeniører som grunnlag for beregninger. Denne temperaturen der forekomsten av stoffet er null J. Med andre ord har stoffet ingen tilgjengelig energi, som kan konverteres til varme. Denne temperaturen har forskjellige stoffer. For eksempel er denne vanntemperaturen et trippelpunkt (ca. ° C), nitrogen -150 ° C og kjølemidler basert på metan og etan -40 ° C.

Hvis temperaturen på stoffet er over temperaturen eller endrer tilstanden til gassformig ved en gitt temperatur, uttrykkes den enhalpy i et positivt tall. Og vice versa ved temperaturer under dette enthalpy substansen er uttrykt negativt tall. Enthalpy brukes i beregninger for å bestemme forskjellen i energinivået mellom to stater. Dette er nødvendig for å konfigurere utstyr og definisjon. nyttig handling prosess.

Enalpy. definerer ofte AS fullstendig energi av stofferSiden det er lik summen av sin interne energi (og) i denne tilstanden, sammen med sin evne til å gjøre en jobb (PV). Men i virkeligheten indikerer enthalpy ikke den totale energien til stoffet ved en temperatur over absolutt null (-273 ° C). Derfor, i stedet for å bestemme enalpy. Som en fullstendig stoff av stoffet bestemmer det mer nøyaktig som den totale mengden tilgjengelig energi av et stoff som kan konverteres til varme.
H \u003d u + pv

I dette lille materialet vurderer vi kort en av de viktigste egenskapene for vår planet. Varmekapasitet.

Spesifikk varmekapasitet

Vi vil gjøre en kort tolkning av dette begrepet:

Varmekapasitet Stoffer Dette er evnen til å samle varme i seg selv. Denne verdien måles med mengden varme som absorberes av den, når den er oppvarmet ved 1 ° C. For eksempel, vannvarme kapasitet - 1 CAL / G, eller 4,2 J / g og jord - ved 14,5-15,5 ° C (avhengig av jordens type) varierer fra 0,5 til 0,6 Kal (2, 1-2,5 J) per Enhetsvolum og fra 0,2 til 0,5 Cal (eller 0,8-2,1 J) per massenhet (gram).

Vannkapasiteten til vann har en betydelig innvirkning på mange aspekter av livet vårt, men i dette materialet vil vi fokusere på sin rolle i formasjonen temperaturmodus Vår planet, nemlig ...

Vannvarme kapasitet og landklima

Varmekapasitet Vann i deres absolutte verdi er store nok. Fra den ovennevnte definisjonen ser vi at det betydelig overskrider varmekapasiteten til jordens jord. På grunn av en slik forskjell i jordvarm, sammenlignet med vannet i verdenshavet, oppmerker seg mye raskere og kjøler raskere tilsvarende. Takket være det mer inerte verdenshavet, er fluktuasjonene i de daglige og sesongmessige temperaturene på jorden ikke så stor som de var i fravær av hav og hav. Det er i den kalde årstiden, vannet varmer jorden, og i den varme kjøleren. Naturligvis er denne innflytelsen mest fornuftig i kystområder, men i den globale gjennomsnittlige måling påvirker hele planeten.

Naturligvis er svingningene i daglige og sesongmessige temperaturer påvirket av mange faktorer, men vann er en av de viktigste.

Økningen i amplitude av oscillasjonene til daglige og sesongmessige temperaturer endret seg radikalt rundt oss.

For eksempel er alle gode berømt faktum - Stenen med plutselige temperatursvingninger mister sin styrke og blir skjøre. Åpenbart, "noe" andre ville være og vi selv. Nøyaktig andre ville ha minst de fysiske parametrene i kroppen vår.

Anomaløse egenskaper av vannvarme kapasitet

Vannkapasiteten til vann har unormale egenskaper. Det viser seg at, med en økning i vanntemperaturen, er varmekapasiteten minker, denne dynamikken forblir opp til 37 ° C, med en ytterligere temperaturøkning, er varmekapasiteten å øke.

I dette faktum ble det avsluttet en interessant uttalelse. Betingelse, naturen selv i møte med vann bestemt 37 ° C som mest komfortabel temperatur For menneskekroppen, forutsatt, selvfølgelig, overholdelse av alle andre faktorer. Med en hvilken som helst dynamikk av omgivelsestemperatur, er vanntemperaturen 37 ° C.

Spesifikk varme Vann lar deg akkumulere og opprettholde en betydelig mengde varme.

Spesifikk varmekapasitetDette er mengden varme som er i stand til å akkumulere vann per vekten.
Uten kunnskap om vannvarme kapasitet og byggematerialer Det er ikke mulig å bygge varmt hus.
Vannvarme kapasitet I. bygge strukturer Det har avgjørende betydning for solvarme og reserveakkumulering solvarme, i et jord og vannbatteri.
Den spesifikke varmekapasiteten til forskjellige faste stoffer må tas i betraktning ved å bygge et varmt hus.
Standardverdier for den spesifikke varme som brukes i byggingen av huset.
Hvordan bestemme varmekapasiteten til vann, uten kjennskap til vannvarme kapasitet, er det ikke mulig å beregne systemer soloppvarming hjemme, vannvarme kapasitet spiller viktig rolle Ved å løse opphopningen av varmesolenergi.
Uten kunnskap om varmekapasiteten til vann er det ikke mulig å beregne hjemmelagets oppvarmingssystemer, fordi det er en stor vannvarme kapasitet det tillater oss å bruke den i oppvarming og kjølesystemer.

Hjemvarmesystemet, leiligheten kan være elektrisk, gass, solid drivstoff, lukket system Oppvarming med vann og ferge, nær spesifikk varme høyere enn vannet.

De fleste av varmesystemene i privat hus, boligbygg, damp eller vannoppvarminghvor vannvarme kapasitet reduserer kostnaden for kjølevæsken.

Varmtvann og dampvarmebærer for oppvarming, vann fordampning skjer intensivt etter starten av koking, jo høyere damptrykk, jo høyere temperatur og varmekapasitet.

Spesifikk varmekapasitet på 4 ° ° 4200 kJ / kg ° C.
Gassvannsdamp Oppvarming av et privat hus, vannfelt, hvilken mengde varme er uthevet når den avkjøles hvis varmtvanns kjølevæske.
For å gjøre dette er det nødvendig å kjenne varmeoverføringskoeffisienten, vannledningsevne temperaturen under drift av varmeoverføringskoeffisient i varmesystemer.
Privat husvannsoppvarming, den spesifikke vannvarme kapasiteten er avgjørende, når man beregner systemer, vann og dampoppvarming.
Som varmeleder, det ideelle vannet, høy varmeoverføringskoeffisient - termisk ledningsevne, er volumet av vann ikke begrenset på grunn av sin cheabest.

Hvordan å beregne og måle, vannkapasiteten til vann, hvordan å bygge et hus, gjør oppvarming ikke hva varmekapasiteten er?
Under byggingen av huset, beregningene av varmesystemene, bakken tilstand, komfort av bolig, den spesifikke varmekapasiteten til vann og luft.
Til av forskjellig tetthet Vann kg m3, varmekapasitet endres, og mengden av potensiell energi av varme.
Varme i vann overføres på grunn av diffusjon, vanntemperaturen øker, mengden varme vokser, vanntettheten faller, vannet har en stor spesifikk varme, den vanligste varmebæreren i varmesystemer.
Stor termisk ledningsevne, varmeenergi overføres på grunn av indre friksjon og trengende molekyler.
Luftvarme kapasitet er en bestilling lavere enn vannet, men aerial Systems. Oppvarming miste ikke sin verdi.
Interne energier av damp, på grunn av høy varmekapasitet, funnet bred bruk, i nasjonal økonomikvittering for elektrisitet.
Spesifikk varmekapasitet på forskjellige faste stoffer, ved 20 "s.

Navn	Kutte opp kJ / kg ° C	Navn	Kutte opp kJ / kg ° C
Asbian ark	0,96	Marmor	0,80
Basalt	0,84	Sandstone leire - kalkstein	0,96
Betong	1,00	Sandstone keramikk	0,75-0,84
Mineralfiber	0,84	Sandstein rød	0,71
Gips	1,09	Glass	0,75-0,82
Leire	0,88	Torv	1,67...2,09
Granittplater	0,75	Sement	0,80
Sand trist	1.1...3.2	Støpejern	0,55
Duba Wood	2,40	Skifer	0,75
Wood FIR	2,70	Crushden.	0,75...1,00
Fiberboard plate	2,30	Våt jord

Spesifikk varmekapasitet ved forskjellige temperaturer.

hvor srz \u003d 4,1877 kJ / (kg⋅K) - isobarisk vannvarme kapasitet.
1 liter vannvarme i 1 grader "\u003d 1 kcal.
1 KW / H \u003d 865 kcal, denne energien er nok til oppvarming 865 liter vannvarme til 1 grader eller 8,65 liter til 100 ° C. \\
Avrundet verdi på 1 kWh \u003d 3600 KJ ~ 860 kcal \u003d 860000 KAL.
1 kcal ~ 4187 J \u003d 4,187 KJ ~ 0.001163 kWh.
Å varme vannet ved 1 ° C. 5000 liter * 1 kcal / 865 kcal \u003d 0,578 kW / h * hvis 60 ° C \u003d 290 kW / t.
Mengden varme måles i kalorier.
En kalori er mengden varme som brukes for å varme ett gram vann for en ° C. ved atmosfærisk trykk (101325 PA). Overalt skriver de i Kelvin, og du kan argumentere for samme måte.
Men jeg sier bare at en endring i en grad Celsius vil lede forskjellen i en grad i Kelvin.
Forskjellen mellom Kelvin og Celsius er bare i forskjellen i skift med 273,15 enheter. Det er ° C \u003d Kelvin-273,15.
1 Calorie \u003d 4.1868 J.
1 joul \u003d 0,2388 kalorier.
Hvordan å oversette måleenheter.
1 Calorie \u003d 4.1868 J.
1 joul \u003d 0,2388 kalorier.
Hvordan det hele oversetter til Watt-time.
1 Calorie \u003d 0.001163 Watt-H
1 kcal \u003d 1,163 watt-h

Per definisjon er kalorier mengden varme som kreves for å varme en enkelt kubisk centimeter vann til 1 grader Celsius. Gkal, pleide å måle termisk energi i termisk kraft og verktøy, er en milliard kalorier. 1 meter 100 centimeter, derfor i en kubikkmeter - 100 x 100 x 100 \u003d 1000000 cm3. For å varme opp M3 av vann med 1 grad, vil det ta 10.000.000 kalorier eller 0,001 GCAL.
Ved vanntemperatur T1 \u003d 5 ° C - hvis han varme opp til T2 \u003d 50 ° C. For å varme M3 (1000 kg.) Vann, vurderer vi Q Energy \u003d med varmekapasiteten til vann * T1-T2 temperaturforskjell * 1000 kg., Vi har 4,183kj / (kg.k) * 45 ° C * 1000 kg. \u003d 188235. (188.235 MJ), i kWh \u003d 188235/3600 \u003d 52,2875 kWh
Det vil si for oppvarming 1 m3 vann fra 5 ° C til 50 ° C, du trenger ca. 6 m3 gass.

Mengden varme som kreves for å øke temperaturen med TN til TK kroppsmasse M kan beregnes i henhold til følgende formel: Q \u003d C X (TK) X M, KJ
hvor m er kroppens masse, kg; C - Spesifikk varme, KJ / (kg * k)

Spesifikk varmekapasitet av noen stoffer med temperaturmåling i Kelvin (K). Tabell I: Standardverdier Spesifikke respektert
Her er den spesifikke varmeeffektiviteten ved hjelp av enheter.	Tilstand av aggregering	Spesifikk varmekapasitet kJ / (kg · k)
luft (tørr)	gass	1,005
aluminium	fast	0,930
messing	fast	0,377
kobber	fast	0,385
stål	fast	0,500
jern	fast	0,444
støpejern	fast	0,540
kvarts glass	fast	0,703
vann 373K (100 ° C)	gass	2,020
vann	væske	4,183

Spesifikk vannvarme kapasitet, spesifikk varmekapasitet av forskjellige faste stoffer, standard spesifikk kapasitet

Vann er et av de mest fantastiske stoffene. Til tross for den utbredte og utbredte bruken, er det et ekte mysterium av naturen. Å være en av oksygenforbindelsene, bør vann tilsynelatende ha svært lave egenskaper som frysing, varmen av fordampning, etc. Men dette forekommer ikke. Bare varmekapasiteten til vann, i motsetning til alt, ekstremt høyt.

Vann kan absorbere stor mengde Heathy, samtidig, praktisk talt uten oppvarming - i dette sin fysiske funksjon. Vann over sandkapasiteten til sanden er omtrent fem ganger, og ti ganger - jern. Derfor er vann en naturlig kjøler. Egenskapen Akkumulerer en stor mengde energi gjør at du kan glatte ut temperaturfluktuasjonene på jordens overflate og justere det termiske regimet i hele planeten, og dette skjer uavhengig av tiden på året.

Denne unike egenskapen til vann gjør det mulig å bli brukt som et kjøle stoff i industrien og i hverdagen. I tillegg er vann offentlig tilgjengelig og relativt billige råvarer.

Hva er forstått under varmekapasitet? Som det er kjent fra løpet av termodynamikk, er varmoverføring alltid fra en varm til den kalde kroppen. I dette tilfellet snakker vi om overgangen av en viss mengde varme, og temperaturen på begge organene, som er karakteristisk for deres tilstand, viser retningen til denne utvekslingen. I prosessen med metallkropp med vann som er lik massen i samme innledende temperatur, endrer metallet sin temperatur flere ganger mer vann.

Hvis vi tar for postulatet den grunnleggende erklæringen om termodynamikk - fra to kropper (isolert fra andre), med varmevekslingen en, gir en, og den andre får en lik mengde varme, blir det klart at metallet og vannet er helt annerledes Varmekapasitet.

Således er vannvarmekapasiteten (så vel som et hvilket som helst stoff) en indikator som karakteriserer at dette stoffets evne til å gi (eller oppnådd) en slags kjøling (oppvarming) per temperaturenhet.

Den spesifikke varmekapasiteten til stoffet er mengden varme som kreves for å varme enheten til dette stoffet (1 kilo) med 1 grad.

Mengden varme som frigjøres eller absorberes av kroppen, er lik produktet av verdiene til den spesifikke varme-, masse- og temperaturforskjellen. Det måles i kalorier. En kalori er akkurat mengden varme som er nok til å varme 1 g vann i 1 grader. Til sammenligning: Den spesifikke varmekapasiteten til luft er 0,24 cal / g ° С, aluminium - 0,22, jern - 0,11, kvikksølv - 0,03.

Vannvarme kapasitet er ikke en konstant. Med økende temperatur fra 0 til 40 grader er det litt redusert (fra 1,0074 til 0.9980), mens alle andre stoffer i oppvarmingsprosessen øker denne egenskapen. I tillegg kan det reduseres med trykkvekst (på dybde).

Som kjent, har vann tre aggregatstater - flytende, fast (is) og gassformig (par). I dette tilfellet er isens spesifikke varmekapasitet ca 2 ganger lavere enn vannet. Dette er hovedforskjellen mellom vann fra andre stoffer, verdiene til den spesifikke varmekapasiteten som i fast og smeltet tilstand ikke endres. Hva er hemmeligheten her?

Faktum er at isen har en krystallstruktur som ikke ødelegges når den er oppvarmet. Vann inneholder små ispartikler som består av flere molekyler og referert til som tilknyttede selskaper. Når vann oppvarmet, blir del brukt på ødeleggelsen av hydrogenbindinger i disse formasjonene. Dette forklarer den uvanlig høye varmekapasiteten til vann. Fullt forbundet mellom molekylene er ødelagt bare når vannet beveger seg i damp.

Den spesifikke varmekapasiteten ved en temperatur på 100 ° C er nesten ikke forskjellig fra isen ved 0 ° C. Dette bekrefter igjen korrektheten i denne forklaringen. Varmekapasiteten til damp, som varmekapasiteten, blir for tiden studert mye bedre enn vann i forhold til hvilke forskere som ennå ikke har kommet til en felles mening.

I dag forteller vi om hvilken varmekapasitet (vann inkludert), hvilke arter det skjer, og hvor dette fysiske termen brukes. Vi viser også hvor nyttig verdien av denne verdien for vann og damp, hvorfor bør det vite og hvordan det påvirker vårt daglige liv.

Begrepet varmekapasitet

Dette fysisk mengde Det brukes ofte i den omkringliggende verden og vitenskapen, som først og fremst må bli fortalt om det. Den aller første definisjonen vil kreve noe beredskap fra leseren i det minste i differensialer. Så, varmekapasiteten bestemmes i fysikk som holdningen av inkrementer av en uendelig liten mengde varme til den tilsvarende uendelig liten mengde temperatur.

Mengde varme

Hva er temperaturen, en eller annen måte, forstår nesten alt. Husk at "mengden varme" ikke bare er et uttrykk, men et begrep som betegner energien som kroppen mister eller kjøper når de utveksler med miljø. Denne verdien måles i kalorier. Denne enheten er kjent for alle kvinner som sitter på dietter. Kjære damer, nå vet du hva de brenner på tredemølle og hva som er lik hver spist (eller igjen på en tallerken) et stykke mat. Dermed opplever enhver kropp hvis temperaturendringer, opplever en økning eller reduksjon i mengden varme. Forholdet mellom disse verdiene er varmekapasiteten.

Bruk av varmekapasitet

Men den strenge bestemmelsen av det fysiske konseptet som vurderes av oss, er ganske sjelden brukt i seg selv. Over vi sa det er veldig ofte brukt i hverdagen. De som på skolen fysikk ikke elsket, er sannsynligvis forvirret nå. Og vi vil øke hemmelighetenes slør og fortelle det varme (og til og med kalde) vann i kranen og i rørene av oppvarming vises bare på grunn av beregningene av varmekapasiteten.

Værforhold som bestemmer om det er mulig å åpne badesesongen eller fortsatt er verdt å holde på kysten, også ta hensyn til denne verdien. Enhver enhet som er forbundet med oppvarming eller kjøling ( olje radiator, kjøleskap), alle energikostnader når matlaging (for eksempel i en kafé) eller utendørs myk iskrem påvirkes av disse beregningene. Som det kan forstås, snakker vi om en slik stor grad som vannkapasiteten til vann. Det ville være tåpelig å anta at denne selgerne lager og vanlige forbrukere, men ingeniører, designere, produsenter alle tok hensyn til og investerte de relevante parametrene i husholdningsapparater. Imidlertid er beregningene av varmekapasitet mye mye brukt: i hydroturbiner og produksjon av sement, i testing legeringer for fly eller jernbane komposisjoner, under bygging, svømming, kjøling. Selv forskningen i rommet er basert på formlene som inneholder denne verdien.

Typer av varmekapasitet

Så i det hele tatt praktiske applikasjoner Bruk relativ eller spesifikk varmekapasitet. Det er definert som mengden varme (varsel, ingen uendelig små verdier), som er nødvendig for å varme opp enheten av mengden av stoffet i en grad. Gradene på Celvin-skalaen og Celsius sammenfaller, men i fysikk er det vanlig å kalle denne størrelsen i de første enhetene. Avhengig av hvordan enheten av mengden av stoffet uttrykkes, er massen, volumetrisk og molar spesifikk varmekapasitet preget. Husk at en mol er en mengde av et stoff som inneholder omtrent seks til ti i den tjuefire grad av molekyler. Avhengig av problemet, er passende varmekapasitet brukt, deres betegnelse i fysikk er forskjellig. Massevarmeevne er angitt som C og uttrykt i J / kg * K, volum - med "(3 * k), molar - med μ (j / mol * k).

Perfekt gass.

Hvis problemet med perfekt gass er løst, så for ham er et uttrykk annerledes. Recall, dette ikke-eksisterende substansatomer (eller molekyler) samhandler ikke med hverandre. Denne kvaliteten endrer radikalt noen egenskaper av den perfekte gassen. Derfor vil tradisjonelle tilnærminger til beregninger ikke gi det ønskede resultatet. Den perfekte gassen er nødvendig som en modell for å beskrive elektroner i et metall, for eksempel. Varmekapasiteten er definert som antall grader av partiklers grad, som den består av.

Tilstand av aggregering

Det ser ut til at for et stoff er alle fysiske egenskaper de samme under alle forhold. Men det er det ikke. Ved bytte til en annen aggregattilstand (når smelting og fryser is, under fordampning eller frossen smeltet aluminium), endrer denne verdien en rykk. Således er varmekapasiteten til vann og vanndamp forskjellig. Som vi vil se nedenfor, betydelig. Denne forskjellen påvirker i stor grad bruken av både flytende og gassformige komponenter i dette stoffet.

Oppvarming og varmekapasitet

Som leseren allerede har lagt merke til, oftest i virkelige verden Figurer vannvarme kapasitet. Hun er en kilde til livet, uten det, er vår eksistens umulig. Hun trenger en person. Derfor, siden antikken, til den moderne dagen, har oppgaven med å levere vann til huset og på produksjon eller felt alltid vært. Godt til de landene som runde år Positiv temperatur. Gamle romere bygde akvedukts for å levere sine byer med denne verdifulle ressursen. Og her, hvor det er vinter, ville denne metoden ikke komme opp. Isen, som du vet, har et større spesifikt volum enn vann. Dette betyr at frysing i rørene ødelegger dem på grunn av ekspansjon. Så foran ingeniører sentralvarme og levering varmt og kaldt vann I huset er det en oppgave - hvordan å unngå det.

Varmekapasiteten til vann Når det tar hensyn til rørets lengde vil gi nødvendige temperaturerSom du trenger å varme kjelen. Vi har imidlertid svært kalde vintre. Og med hundre grader, er Celsius allerede kokende. I denne situasjonen kommer den spesifikke varmekapasiteten til vanndamp til redning. Som nevnt ovenfor endrer aggregatet denne størrelsen. Vel, i kjelen som bærer husene våre hjertelig, er det en sterkt overopphetet damp. På grunn av det faktum at det har en høy temperatur, skaper det utrolig press, så kjelen og rørene som fører til dem, bør være svært holdbare. I dette tilfellet, selv et lite hull, kan en veldig liten lekkasje føre til en eksplosjon. Vannkapasiteten til vann avhenger av temperatur og ikke-lineært. Det vil si for oppvarming av det fra tjue til tretti grader, vil en annen mengde energi være nødvendig enn, la oss si, fra hundre og femti til hundre seksti.

Med eventuelle handlinger som påvirker vannoppvarming, er det verdt å vurdere, spesielt hvis vi snakker om store volumer. Varmekapasiteten til damp, som mange av sine egenskaper, avhenger av trykket. Ved samme temperatur som flytende tilstand er den gassformige nesten fire ganger lavere varmekapasitet.

Over, vi ledet mange eksempler på om det er nødvendig å varme vannet og hvordan det er nødvendig å ta hensyn til mengden varmekapasitet. Imidlertid har vi ennå ikke fortalt at blant alle tilgjengelige planetressurser har denne væsken en ganske høy indikator på energikostnader for oppvarming. Denne egenskapen brukes ofte til avkjøling.

Siden varmekapasiteten til vannet er høyt, tar det effektivt og raskt til energi. Den brukes på produksjon, i høyteknologisk utstyr (for eksempel i lasere). Og hjemme vet vi sannsynligvis det mest effektiv metode Kule de kokte økte eggene eller en varm stekepanne - skyll under en kald stråle fra under springen.

Og driftsprinsippet av atomkjernereaktorer er generelt bygget på høy vannvarme kapasitet. Varm sone, som allerede sett fra navnet, har utrolig høy temperatur. Oppvarmet seg, vannet derved avkjøles systemet uten å gi reaksjonen til å gå ut av under kontroll. Dermed får vi den nødvendige strømmen (den oppvarmede dampen roterer turbinen), og katastrofen forekommer ikke.