الحرارة - انها ... ما هي كمية الحرارة المنبعثة خلال احتراق؟

جميع المواد لديها طاقة الداخلية. وتتميز هذه القيمة من خلال عدد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية، من بينها وينبغي إيلاء اهتمام خاص للحرارة. هذه القيمة هي قيمة حسابية مجردة الذي يصف قوة مادة التفاعل الجزيئي. يمكن فهم آلية تبادل الحرارة تساعد على الإجابة على السؤال، ما كمية الحرارة المحررة أثناء التبريد والتدفئة المواد واحتراقها.

تاريخ اكتشاف الحرارة

في البداية، ظاهرة انتقال الحرارة وصفه بسيطة جدا وواضحة: إذا كانت درجة الحرارة من المواد ترتفع، فإنه يحصل على الحرارة، وفي حالة التبريد، فإنه يخصص لها البيئة. ومع ذلك، فإن الحرارة - انها لا تعتبر عنصرا من السائل أو كان يعتقد أن الهيئة قبل ثلاثة قرون. الناس يعتقدون بسذاجة أن المادة تتكون من جزأين: الجزيئات والدفء. الآن عدد قليل نتذكر أن مصطلح "درجة الحرارة" في اللاتينية تعني "خليط"، وعلى سبيل المثال، على الميدالية البرونزية تحدث عن "القصدير والنحاس في درجة الحرارة".

في القرن ال17 كان هناك اثنين من الفرضيات التي يمكن أن تفسر بوضوح ظاهرة الحرارة ونقل الحرارة. اقترحت لأول مرة عام 1613، غاليليو. كانت صيغته: "إن الحرارة - هو مادة غير العادية التي يمكن أن تخترق أي من الجسم وللخروج منها." غاليليو اسمه هذه المادة من السعرات الحرارية. وقال إن من السعرات الحرارية لا يمكن أن تختفي أو يتم تدميرها، وقادرة فقط على الانتقال من جسد واحد إلى آخر. وفقا لذلك، وأكثر من حيث الجوهر السعرات الحرارية، وارتفاع درجة حرارته.

وجاءت هذه الفرضية الثانية في عام 1620، وعرضت أن الفيلسوف بيكون. وأشار إلى أن تحت ضربات قوية من المطرقة الحديد مع ارتفاع درجات الحرارة. هذا المبدأ تشغيلها وتأجيج نار من قبل الاحتكاك، وأدى بيكون للتفكير في طبيعة الجزيئية للحرارة. وأكد أن الحركة الميكانيكية على جسم جزيئاته تبدأ للفوز ضد بعضها البعض، لزيادة سرعة الحركة، وبالتالي رفع درجة الحرارة.

وكانت النتيجة ختام الفرضية الثانية التي تسخن - نتيجة للعمل الميكانيكية المواد الجزيئية مع بعضها البعض. هذه النظرية لفترة طويلة من الوقت في محاولة لتبرير وإثبات لومونوسوف تجريبيا.

الحرارة - هو مقياس الطاقة الداخلية،

ويأتي علماء الحديث إلى الاستنتاج التالي: الطاقة الحرارية هي نتيجة التفاعل بين جزيئات المادة، أي .. الطاقة الداخلية للجسم. الجسيمات سرعة تعتمد على درجة الحرارة وقيمة الحرارة يتناسب طرديا مع كتلة المادة. على سبيل المثال، دلو من الماء لديها طاقة الحرارة أعلى من كوب شغلها. ومع ذلك الصحن مع السائل الساخن قد يكون حرارة أقل من حوض البارد.

نظرية السعرات الحرارية، الذي اقترح في القرن ال17، غاليليو، وقد فند العلماء J. جويل وB. رومفورد. أثبتوا أن الحرارة لم يقم أي وزن ويتميز حصرا من قبل الحركة الميكانيكية للجزيئات.

ما هو مقدار الحرارة الناتجة من احتراق المادة؟ الحرارة النوعية للاحتراق

حتى الآن، ومصادر الطاقة تنوعا واستخداما هي الجفت والنفط والفحم والغاز الطبيعي أو الخشب. يتم توزيع احتراق هذه المواد يتم استخدام كمية معينة من الحرارة للتدفئة، وبدء آليات ومثل. D. كيف يمكن حساب هذه القيمة من الناحية العملية؟

لهذا المفهوم هو عرض الاحتراق حرارة محددة. تعتمد هذه القيمة على كمية الحرارة التي يتم تحريرها خلال احتراق 1 كغم من مادة معينة. ومن تسميهم الرسالة ف ويقاس في J / كغ. وفيما يلي جدول قيم ف بعض الأنواع الأكثر شيوعا من الوقود.

هندسة البناء والمحركات حساب في حاجة الى معرفة كمية الحرارة المنطلقة من احتراق كمية معينة من المواد المخدرة. لهذا يمكننا استخدام القياسات غير المباشرة بواسطة الصيغة Q = متر مربع، حيث Q - هو القيمة الحرارية للمادة، ف - الحرارة النوعية للاحتراق (قيمة الجدول)، وم - كتلة معينة.

تشكيل الحرارة ويستند خلال عملية الاحتراق على ظاهرة إطلاق الطاقة في تشكيل الروابط الكيميائية. أبسط مثال على ذلك هو احتراق الكربون موجود في أي نوع من أنواع الوقود الحديثة. يتم حرق الكربون في وجود الهواء ويتحد مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون. تشكيل الروابط الكيميائية يحدث مع الافراج عن الطاقة الحرارية في البيئة، والطاقة من شخص تكييفها لاستخدامها لأغراضهم الخاصة.

وللأسف، فإن الإنفاق الطائش من الموارد الثمينة مثل النفط أو الجفت، قد يؤدي قريبا إلى استنزاف مصادر إنتاج هذه الأنواع من الوقود. بالفعل هناك اليوم الأجهزة الكهربائية ونماذج السيارات حتى الجديدة، والتي تقوم على مصادر بديلة للطاقة مثل ضوء الشمس، والمياه، أو الطاقة من القشرة الأرضية.

نقل الحرارة

ويطلق على القدرة على تبادل الطاقة الحرارية داخل الجسم أو من جسم إلى آخر و نقل الحرارة. هذا يحدث ظاهرة عفوية ويحدث فقط عندما الاختلافات في درجة الحرارة. في أبسط الحالات، يتم نقل الطاقة الحرارية من أكثر تسخينها إلى الجسم أقل ساخنة حتى حتى يتم تأسيس التوازن.

الجسم يكون اختياريا الخارجية إلى وقوع نقل ظاهرة الحرارة. وعلى أية حال، قد تحدث إقامة التوازن وعلى بعد مسافة قصيرة بين هذه الأشياء، ولكن بمعدل أبطأ مما كانت عليه عندما كانوا على اتصال.

ويمكن تقسيم نقل الحرارة إلى ثلاثة أنواع:

1. الموصلية الحرارية.

2. الحراري.

3. تبادل اشعاعا.

الموصلية الحرارية

وتستند هذه الظاهرة على نقل الطاقة الحرارية بين الذرات أو الجزيئات من هذه المسألة. سبب نقل - حركة عشوائية من الجزيئات والتصادم المستمر. يتم بمقتضاه نقل الحرارة من جزيء واحد إلى سلسلة أخرى.

مشاهدة حرارة ظاهرة التوصيل يمكن اشتعال في أي مادة الحديد عندما يمتد سطح حمامي بسلاسة وتدريجيا خفف (يتم تحرير كمية معينة من الحرارة في البيئة).

المستمدة J. فورييه صيغة لتدفق الحرارة، التي جمعت كل الكميات التي تؤثر على درجة من المواد توصيل الحرارة (انظر الشكل أدناه).

في هذه الصيغة، Q / ر - تدفق الحرارة، λ - الحراري معامل الموصلية، S - منطقة مستعرضة، T / X - نسبة الفرق في درجة الحرارة بين نهاية الجسم تقع على مسافة معينة.

الموصلية الحرارية هو القيمة جدولتها. له قيمة عملية لعزل المعدات المنزل أو العزل.

الحرارة الإشعاعية

وهناك طريقة أخرى للحرارة، والتي تقوم على ظاهرة الإشعاع الكهرومغناطيسي. وهو يختلف عن الحمل الحراري والتوصيل الحراري هو أن يمكن أن يحدث نقل الطاقة في الفضاء فراغ. لكن، وكما في الحالة الأولى، يجب أن يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة.

صرف اشعاعا - مثال نقل الطاقة الحرارية من الشمس إلى سطح الأرض، وهي المسؤولة عن الإشعاع ويفضل أن يكون تحت الحمراء. لتحديد كيف تصل الحرارة كثيرا سطح الأرض، أنها بنيت محطات العديدة التي رصد التغير في المؤشر.

الحمل الحراري

يرتبط الحراري حركة تدفق الهواء مباشرة لظاهرة نقل الحرارة. بغض النظر عن مقدار الحرارة أبلغنا السائل أو الغاز، تبدأ جزيئات المذاب للتحرك بشكل أسرع. وبسبب هذا، هو انخفاض ضغط النظام بأكمله وكمية، على العكس من ذلك، الزيادات. هذا هو السبب في أن حركة الهواء الدافئ أو الغاز الأخرى تدفقات التصاعدي.

وأبسط مثال على استخدام ظاهرة الحمل الحراري في تدفئة المنزل يمكن أن يسمى طريق البطاريات. وهي تقع في الجزء السفلي من الغرفة ليس ذلك فقط، وتسخين الهواء الذي كان في الارتفاع، مما أدى إلى تدفق الدورة الدموية من خلال الغرفة.

كيف يمكنك قياس كمية الحرارة؟

حرارة التدفئة أو التبريد يتم احتساب رياضيا باستخدام جهاز خاص - المسعر. تثبيت معزولة يمثله سفينة كبيرة مملوءة بالماء. وخفضت ترمومتر لقياس درجة حرارة الأولية من المتوسط في السائل. ثم انخفضت في الماء يسخن الجسم لحساب التغير في درجة الحرارة السائل بعد إقامة التوازن.

عن طريق زيادة أو خفض ر المتوسط يتم تحديد، وكمية من الحرارة لتدفئة الجسم ليتم إنفاقها. المسعر هو جهاز بسيط يمكن أن تسجيل التغير في درجة الحرارة.

أيضا، وذلك باستخدام المسعر يمكن حساب مقدار من الحرارة الناتجة من احتراق المواد. لهذا الغرض، وعاء مملوء بالماء، وضعت "القنبلة". هذه "القنبلة" هو وعاء المغلقة التي يقع مادة الاختبار. لهذا لخص الأقطاب الكهربائية الخاصة للاشتعال وشغل الغرفة مع الأكسجين. بعد وكيل الاحتراق الكامل سجلت التغير في درجة حرارة الماء.

خلال هذه التجارب أثبتت أن مصادر الحرارة هي التفاعلات الكيميائية والنووية. تحدث التفاعلات النووية في الطبقات العميقة من الأرض، وتشكيل التدفئة الرئيسي من الكوكب بأسره. كما أنها تستخدم من قبل الرجل لإنتاج الطاقة خلال الانصهار.

أمثلة من التفاعلات الكيميائية وحرق المواد وتحلل البوليمرات إلى أحادية في الجهاز الهضمي البشري. نوعية وكمية من الروابط الكيميائية في الجزيء تحدد مقدار الحرارة سوف تبرز في النهاية.

ما تقاس الحرارة؟

وحدة قياس الحرارة في نظام SI هي الجول (J). أيضا، يتم استخدام وحدات غير SI-في الحياة اليومية - السعرات الحرارية. 1 من السعرات الحرارية تساوي 4.1868 J والمعايير الدولية على أساس 4184 J. الكيمياء الحرارية. وفي وقت سابق التقى البريطانية وحدة حرارية BTU، التي نادرا ما تستخدم من قبل العلماء. 1 BTU = 1.055 J.