החום - זה ... מה כמות החום שוחרר במהלך הבעירה?

יש כל החומרים אנרגיה פנימית. ערך זה מאופיין על ידי מספר תכונות פיסיקליות וכימיות, ביניהם תשומת לב מיוחדת צריך להיות משולם על החום. ערך זה הוא ערך מתמטי מופשט המתאר את הכח של חומר אינטראקציה מולקולרי. הבנת מנגנון החלפת חום יכול לעזור לענות על השאלה, מה כמות החום שוחררה במהלך קירור וחימום חומרי הבעירה שלהם.

ההיסטוריה של גילוי חום

בתחילה, תופעת העברת חום המתוארת היא מאוד פשוטה וברורה: אם הטמפרטורה של החומר עולה, היא מקבלת את החום, ובמקרה של התקררות, הוא מקצה את זה לסביבה. עם זאת, את החום - זה לא נחשב מרכיב של נוזלים או גוף שנחשב לפני שלוש מאות שנה. אנשים בתמימות האמינו כי החומר מורכב משני חלקים: המולקולות והחמימות. עכשיו כמה לזכור כי המונח "טמפרטורה" בלטינית פירושו "תערובת", וכן, למשל, ברונזה שנאמר עליו "הטמפרטורה בדיל ונחושת".

במאה ה -17 היו שתי השערות שיכול להסביר את התופעה בבירור של העברת חום וחום. ראשית מוצע 1613, גלילאו. הניסוח שלה היה: "החום - זה חומר יוצא דופן שיכול לחדור לתוך כל הגוף והחוצה מהם." גלילאו בשם הקלורית חומר זה. הוא טען כי הקלורית לא יכול להיעלם או להיהרס, ורק מסוגל לנוע מגוף אחד למשנהו. בהתאם לכך, יותר חומר הקלורית, הטמפרטורה שלה גבוהה.

ההשערה השנייה הגיעה 1620, והציעה אותו פילוסוף הבייקון. הוא ציין כי תחת המכות החזקות של פטיש הברזל מתחמם. עיקרון זה מופעל מלבה את האש על ידי חיכוך, הוביל בייקון לחשוב על הטבע המולקולרי של חום. הוא טען כי הפעולה המכנית על הגוף של המולקולות שלו מתחיל לפעום אחד נגד השני, כדי להגדיל את מהירות התנועה ובכך להעלות את הטמפרטורה.

התוצאה הייתה המסקנה של ההשערה השנייה מחממות - התוצאה של חומרים מולקולריים פעולה מכאנית אחד עם השני. תיאוריה זו במשך תקופה ארוכה של זמן מנסה להצדיק ולהוכיח את לומונוסוב בניסוי.

החום - זה הוא מדד של אנרגיה פנימית,

חוקרים מודרניים הגיעו למסקנה הבאה: האנרגיה התרמית היא התוצאה של אינטראקציה בין המולקולות של חומר, כלומר .. האנרגיה הפנימית של הגוף. מהירויות חלקיקים תלויות בטמפרטורה וערך החום עומד ביחס ישר למסה של החומר. לדוגמא, דלי של מים יש אנרגיה חומה גבוהה כוס המלאה. עם זאת צלחת עם נוזל חם יכולה להיות פחות חום מאשר באגן הקר.

קלוריק, אשר הוצע במאה ה -17, גליליאו, מדענים פריכים ג'יי יואל ו- B. Rumford. הם הוכיחו כי החום אין שום משקל מאופיין באופן בלעדי על ידי תנועה מכאנית של המולקולות.

מהי כמות החום המשתחרר בעת השריפה של החומר? חום סגולי של בעירה

נכון להיום, תכליתיים בשימוש נרחב מקורות אנרגיה הם כבול, נפט, פחם, גז טבעי או עץ. הבעירה של חומרים אלה מוקצה סכום מסוים של חום משמש לחימום, להתחיל מנגנונים וכדומה. ד כיצד ניתן לחשב ערך זה בפועל?

בקונספט זה הוא הציג חום בעירה ספציפי. ערך זה תלוי בכמות החום המשתחרר בעת שריפה של 1 ק"ג של חומר מסוים. הוא שקבע את האות Q ונמדדת ב J / kg. להלן טבלה של ערכים של q חלק הסוגים הנפוצים ביותר של דלק.

מהנדס בינוי מנועי חישוב צריך לדעת את כמות החום המשתחרר בעת שריפה של כמות של חומר מסוים. בשביל זה אנחנו יכולים להשתמש מדידות עקיפות ידי הנוסחה Q = QM, היכן ש - הוא הערך הקלורי של החומר, q - חום סגולי של בעירה (ערך טבלה), ו- m - מסה נתונה.

היווצרות חומה בעת שריפה מבוססת על התופעה של שחרור אנרגיה ביצירת קשרים כימיים. הדוגמא הפשוטה ביותר היא משריפת הפחמן כלולה בכל אחד מסוגי הדלקים מודרניים. פחמן הוא נשרף בנוכחות אוויר ומשלב עם חמצן ליצירת פחמן דו חמצני. ההיווצרות של קשרים כימיים מתרחשת עם שחרורו של אנרגיה תרמית בסביבה, ואת האנרגיה של האדם מותאמת לשימוש למטרות משלהם.

למרבה הצער, ההוצאה הפזיזה של משאבים יקרים ערך כגון שמן או כבול, עשויה בקרוב להוביל דלדול מקורות ייצור של דלקים אלה. כבר כיום יש מכשירי חשמל דגמי מכוניות חדשים אפילו, אשר מבוססים על מקורות אנרגיה חלופיים כגון אור שמש, מים, או אנרגיה של קרום כדור הארץ.

העברת חום

היכולת להחליף אנרגיה תרמית בתוך הגוף או מגוף אחד למשנהו נקרא העברת חום. זו תופעה מתרחשת באופן ספונטני מתרחשת רק כאשר הבדלי טמפרטורה. במקרה הפשוט ביותר, את אנרגית התרמית מועברת מחומם יותר לגוף מחומם פחות עד עד מוקם שיווי משקל.

גוף אופציונאלי להיות חיצוני לתופעת העברת החום התרחשה. בכל מקרה, את הקמתה של שיווי משקל עלולה להתרחש ובמרחק קצר בין אובייקטים אלה, אך בקצב איטי יותר מאשר כאשר הם באים במגע.

ניתן לחלק העברה חומה לשלושה סוגים:

1. מוליכות תרמית.

הסעה 2..

3. החילופים הקורנים.

מוליכות תרמית

תופעה זו מבוססת על העברת אנרגיה תרמית בין אטומים או מולקולות של חומר. סיבת שידור - תנועה אקראית של מולקולות ואת ההתנגשות המתמדת שלהם. שבו החום מועבר מולקולה אחת בשרשרת אחרת.

תופעת צפה הולכים חום יכולה הצתה של כל חומר ברזל כאשר משטח אריתמה מרחיב בצורה חלקה בהדרגה פוחתת (כמות חום מסוימת מתפזרת בסביבה).

ג'יי פורייה נגזר נוסחה שטף חום, אשר אסף את כל הכמויות המשפיעים על מידת חומר הולכת חום (ראה. באיור למטה).

בנוסחה זו, Q / T - שטף חום, λ - מקדם מוליכות תרמית, S - חתך באזור, T / X - יחס של הבדלי הטמפרטורה בין סוף הגוף הנמצא במרחק מסוים.

מוליכות תרמית היא הערך נספר. יש לו ערך מעשי עבור בידוד של ציוד בית או בידוד.

חום קורן

דרך נוספת לחמם, אשר מבוססת על התופעה של קרינה אלקטרומגנטית. זה שונה ההסעה, הולכים חום היא העברת אנרגיה יכולה להתרחש בחלל הריק. עם זאת, כמו במקרה הראשון, שחייב להיות בדל טמפרטורה.

חילופי קורן - הוא דוגמא העברת אנרגית חום השמש אל פני השטח של כדור הארץ, אשר אחראי על קרינת אינפרא אדומה רצוי. כדי לקבוע כיצד חום הרבה מגיע לפני השטח של כדור הארץ, הם נבנו תחנות רבות שעוקבים אחר השינוי של המדד.

הוֹלָכַת חוֹם

תנועת הסעת זרימת האוויר קשורה באופן ישיר את תופעת העברת חום. לא משנים כמה חום דיווחנו נוזל או גז, מולקולות מומסות מתחילות לנוע מהר יותר. מסיבה זו, הלחץ של המערכת כולה מצטמצם וכמות, להיפך, עולה. זו הסיבה מדוע תנועת האוויר חם או גז אחר זורמת כלפי מעלה.

הדוגמא הפשוטה ביותר של שימוש תופעת ההסעה בתוך שטח חימום הבית יכולה להיקרא באמצעות סוללות. הם ממוקמים בחלק התחתון של החדר אינו פשוט כל כך, וכדי לחמם את האוויר אשר היה לעלות, מה שמוביל את זרימת מחזור הדם דרך החדר.

איך אתה יכול למדוד את כמות החום?

החום של החימום או הקירור מחושב באמצעות מתמטי מכשיר מיוחד - קלורימטר. התקנה מבודדת מיוצגת על ידי כלי גדול מלא מים. מדחום למדידת הטמפרטורה ההתחלתית של המדיום הוא הוריד את הנוזל. ואז טבל גוף מים מחוממים כדי לחשב את השינוי בטמפרטורת נוזלים לאחר הקמת שיווי המשקל.

על ידי הגדלה או הקטנת t הבינוני נקבע, כמות החום לחימום הגוף שיוצאה. קלורימטר הוא מכשיר פשוט שיכול לרשום את השינוי בטמפרטורה.

כמו כן, באמצעות קלורימטר יכול לחשב כמה מן החום המשתחרר בעת שריפה של חומרים. לשם כך, ככלי מלא מים, להציב "את הפצצה." זו "פצצה" הוא כלי קיבול סגור שבו חומר הבדיקה נמצא. כדי זו סיכם אלקטרודות מיוחדות להצתה ואת החדר מתמלא עם חמצן. לאחר סוכן שריפה שלם רשם שינוי טמפרטורת מים.

במהלך הניסויים הללו נקבעו כי המקורות החומים הן תגובות כימיות וגרעיניות. תגובות גרעיניות להתרחש בשכבות העמוקות של כדור הארץ, ויצרו את אספקת החום העיקרי של כדור הארץ כולו. הם משמשים גם על ידי אדם כדי לייצר אנרגיה במהלך היתוך.

דוגמאות לתהליכים כימיים שורף חומרים ופירוק של פולימרים כדי מונומרים במערכת העיכול האנושית. האיכות והכמות של קשרים הכימיים במולקולה קובעות איך חום הרבה יבלוט סוף.

מה נמדד על ידי החום?

יחידת מדידת החום במערכת SI היא ג'אול (J). כמו כן, יחידות שאינם SI משמשות בחיי היומיום - קלוריות. 1 קלוריה שווה 4.1868 J ואת התקן הבינלאומי המבוסס על 4184 ג'יי תרמוכימיה. מוקדם יותר נפגש BTU יחידת תרמיות בריטיות, שכמעט ולא בשימוש על ידי מדענים. 1 BTU = 1.055 J.