Дулааны хэмжээ. Тодорхой дулаан. Биеийг халаахад шаардагдах эсвэл хөргөх явцад ялгардаг дулааны хэмжээг тооцоолох асуудлыг шийдвэрлэх

ДУЛААН СОЛИЛЦОО.

1.Дулаан дамжуулалт.

Дулаан солилцоо эсвэл дулаан дамжуулахажил хийлгүйгээр нэг биеийн дотоод энергийг нөгөөд шилжүүлэх үйл явц юм.

Гурван төрлийн дулаан дамжуулалт байдаг.

1) Дулаан дамжуулалтыншууд харьцдаг биетүүдийн хоорондох дулаан солилцоо юм.

2) КонвекцЭнэ нь хий эсвэл шингэний урсгалаар дулааныг шилжүүлэх дулаан дамжуулалт юм.

3) Цацрагцахилгаан соронзон цацрагийн тусламжтайгаар дулаан дамжуулалт юм.

2. Дулааны хэмжээ.

Дулааны хэмжээ нь дулаан солилцооны үед биеийн дотоод энергийн өөрчлөлтийн хэмжүүр юм. Үсгээр тэмдэглэсэн Q.

Дулааны хэмжээг хэмжих нэгж = 1 Ж.

Дулаан дамжуулалтын үр дүнд бие махбодоос өөр биеэс хүлээн авсан дулааны хэмжээг температурыг нэмэгдүүлэх (молекулуудын кинетик энергийг нэмэгдүүлэх) эсвэл нэгтгэх төлөвийг өөрчлөх (боломжтой энергийг нэмэгдүүлэх) зарцуулж болно.

3. Бодисын хувийн дулаан багтаамж.

Туршлагаас харахад m масстай биеийг T 1 температураас T 2 температурт халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь биеийн масс m, температурын зөрүүтэй (T 2 - T 1) пропорциональ байна, i.e.

Q = см(Т 2 - Т 1 ) = хамтмΔ Т,

-тайхалсан биеийн бодисын хувийн дулаан багтаамж гэж нэрлэдэг.

Бодисын хувийн дулаан багтаамж нь 1 кг бодисыг 1 К-ээр халаахад шаардагдах дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

Хувийн дулаан багтаамжийн нэгж =.

Төрөл бүрийн бодисын дулааны багтаамжийн утгыг физик хүснэгтээс олж болно.

Биеийг ΔT-ээр хөргөхөд яг ижил хэмжээний дулаан Q ялгарна.

4. Ууршилтын хувийн дулаан.

Туршлагаас харахад шингэнийг уур болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь шингэний масстай пропорциональ байна, өөрөөр хэлбэл.

Q = би бол,

пропорционалийн коэффициент хаана байна Лдуудсан тодорхой дулаанууршилт.

Ууршилтын хувийн дулаан нь буцалж буй 1 кг шингэнийг уур болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

Ууршилтын хувийн дулааныг хэмжих нэгж.

Урвуу процесст уурын конденсац, дулааныг ууршуулахад зарцуулсан хэмжээгээр ялгаруулдаг.

5. Хайлуулах тусгай дулаан.

Туршлагаас харахад хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээ хатуу биешингэн рүү, биеийн масстай пропорциональ, i.e.

Q = λ м,

пропорциональ байдлын коэффициент λ-ийг хайлуулах хувийн дулаан гэж нэрлэдэг.

Хайлах тусгай дулаан нь 1 кг жинтэй хатуу биеийг хайлах цэг дээр шингэн болгоход шаардагдах дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

Хайлтын тусгай дулааны хэмжүүрийн нэгж.

Урвуу процесст шингэн талстжих үед хайлуулахад зарцуулсан хэмжээгээр дулаан ялгардаг.

6. Шаталтын хувийн дулаан.

Туршлагаас харахад түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээ нь түлшний масстай пропорциональ байна, i.e.

Q = qм,

Пропорциональ коэффициент q нь шаталтын хувийн дулаан гэж нэрлэгддэг.

Шаталтын хувийн дулаан нь 1 кг түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

Шаталтын тодорхой дулааныг хэмжих нэгж.

7. Тэгшитгэл дулааны тэнцвэр.

Дулааны солилцоонд хоёр ба түүнээс дээш бие оролцдог. Зарим бие дулаан ялгаруулдаг бол зарим нь дулааныг хүлээн авдаг. Дулаан дамжуулалт нь биеийн температур тэнцүү болох хүртэл явагддаг. Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу ялгарах дулааны хэмжээ нь хүлээн авсан хэмжээтэй тэнцүү байна. Үүний үндсэн дээр дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэлийг бичнэ.

Жишээ авч үзье.

Дулааны багтаамж нь c 1 масстай m 1 масстай бие нь T 1 температуртай, дулааны багтаамж нь c 2 бол m 2 масстай бие нь T 2 температуртай байна. Түүнээс гадна T 1 нь T 2-оос их байна. Эдгээр биеийг холбоо барихад хүргэдэг. Туршлагаас харахад хүйтэн бие (м 2) халж, халуун бие (м 1) хөргөж эхэлдэг. Энэ нь халуун биеийн дотоод энергийн нэг хэсэг нь хүйтэнд шилжиж, температур жигдэрч байгааг харуулж байна. Эцсийн нийт температурыг θ гэж тэмдэглэе.

Халуун биеэс хүйтэн бие рүү шилжих дулааны хэмжээ

Q шилжүүлсэн. = в 1 м 1 (Т 1 – θ )

Хүйтэн бие халуунаас хүлээн авсан дулааны хэмжээ

Q хүлээн авсан. = в 2 м 2 (θ – Т 2 )

Эрчим хүч хадгалах хуулийн дагуу Q шилжүүлсэн. = Q хүлээн авсан., өөрөөр хэлбэл

в 1 м 1 (Т 1 – θ )= в 2 м 2 (θ – Т 2 )

Хаалтуудыг нээж нийт тогтворжсон температурын θ утгыг илэрхийлье.

Температурын утга θ инч Энэ тохиолдолдБид Келвинд хүрдэг.

Гэсэн хэдий ч Q-д зориулсан илэрхийлэлд орсон тул. болон Q хүлээн авна. хэрэв хоёр температурын хооронд ялгаа байгаа бөгөөд энэ нь Келвин ба Цельсийн градусын аль алинд нь ижил байвал тооцоог Цельсийн градусаар хийж болно. Дараа нь

Энэ тохиолдолд θ температурын утгыг Цельсийн градусаар авна.

Дулаан дамжуулалтын үр дүнд температурын уялдаа холбоог молекулын кинетик онолын үндсэн дээр дулааны эмх замбараагүй хөдөлгөөний үйл явц дахь мөргөлдөөний үед молекулуудын хооронд кинетик энергийн солилцоо гэж тайлбарлаж болно.

Энэ жишээг графикаар дүрсэлж болно.

Дасгал хийх 81.
Fe-ийг багасгах явцад гарах дулааны хэмжээг тооцоол 2O3 335.1 г төмөр авсан бол металл хөнгөн цагаан . Хариулт: 2543.1 кЖ.
Шийдэл:
Урвалын тэгшитгэл:

\u003d (Al 2 O 3) - (Fe 2 O 3) \u003d -1669.8 - (-822.1) \u003d -847.7 кЖ

335.1 г төмрийг хүлээн авахад ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолохдоо бид дараахь харьцаагаар гаргана.

(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : X; x = (0847.7 . 335,1)/ (2 . 55.85) = 2543.1 кЖ,

хаана 55.85 атомын массбулчирхай.

Хариулт: 2543.1 кЖ.

Урвалын дулааны нөлөө

Даалгавар 82.
Хийн этанол C2H5OH-ийг этилен C 2 H 4 (г) ба усны уурын харилцан үйлчлэлээр олж авч болно. Урьд нь түүний дулааны нөлөөг тооцоолж, энэ урвалын термохимийн тэгшитгэлийг бич. Хариулт: -45.76 кЖ.
Шийдэл:
Урвалын тэгшитгэл нь:

C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) \u003d C2H 5 OH (г); = ?

Бодис үүсэх стандарт дулааны утгыг тусгай хүснэгтэд өгсөн болно. Үүсэх дулааныг авч үзвэл энгийн бодисууднөхцөлөөр тэгтэй тэнцүү авна. Гессийн хуулийн үр дагаврыг ашиглан урвалын дулааны эффектийг тооцоод бид дараахь зүйлийг олж авна.

\u003d (C 2 H 5 OH) - [ (C 2 H 4) + (H 2 O)] \u003d
= -235.1 -[(52.28) + (-241.83)] = - 45.76 кЖ

Химийн нэгдлүүдийн тэмдэг, түүнчлэн дулааны нөлөөллийн тоон утгын ойролцоо тэдгээрийн нэгтгэх эсвэл талст өөрчлөлтийн төлөвийг харуулсан урвалын тэгшитгэлийг термохимийн гэж нэрлэдэг. Термохимийн тэгшитгэлд өөрөөр заагаагүй бол Q p тогтмол даралт дахь дулааны нөлөөллийн утгыг системийн энтальпийн өөрчлөлттэй тэнцүү зааж өгнө. Утгыг ихэвчлэн тэгшитгэлийн баруун талд таслал эсвэл цэг таслалаар тусгаарлана. Бодисын нэгдсэн төлөвийн дараах товчлолыг хүлээн зөвшөөрнө. Г- хий, болон- шингэн, руу

Хэрэв урвалын үр дүнд дулаан ялгарвал< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) \u003d C 2 H 5 OH (г); = - 45.76 кЖ.

Хариулт:- 45.76 кЖ.

Даалгавар 83.
Дараах термохимийн тэгшитгэл дээр үндэслэн төмрийн (II) ислийг устөрөгчтэй бууруулах урвалын дулааны эффектийг тооцоол.

a) EEO (c) + CO (g) \u003d Fe (c) + CO 2 (g); = -13.18 кЖ;
b) CO (g) + 1/2O 2 (г) = CO 2 (г); = -283.0 кЖ;
в) H 2 (g) + 1/2O 2 (г) = H 2 O (г); = -241.83 кЖ.
Хариулт: +27.99 кЖ.

Шийдэл:
Төмрийн ислийг (II) устөрөгчтэй бууруулах урвалын тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

EeO (k) + H 2 (g) \u003d Fe (k) + H 2 O (g); = ?

\u003d (H2O) - [ (FeO)

Ус үүсэх дулааныг тэгшитгэлээр тодорхойлно

H 2 (g) + 1/2O 2 (г) = H 2 O (г); = -241.83 кЖ,

ба (b) тэгшитгэлээс (a) тэгшитгэлийг хасвал төмрийн исэл (II) үүсэх дулааныг тооцоолж болно.

\u003d (c) - (b) - (a) \u003d -241.83 - [-283.o - (-13.18)] \u003d + 27.99 кЖ.

Хариулт:+27.99 кЖ.

Даалгавар 84.
Хийн сульфид ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийн харилцан үйлчлэлийн явцад усны уур ба нүүрстөрөгчийн сульфид СS 2 (г) үүсдэг. Энэ урвалын термохимийн тэгшитгэлийг бичиж, түүний дулааны нөлөөг урьдчилан тооцоол. Хариулт: +65.43 кЖ.
Шийдэл:
Г- хий, болон- шингэн, руу- талст. Хэрэв бодисын нийлбэр төлөв тодорхой байвал, жишээлбэл, O 2, H 2 гэх мэт эдгээр тэмдэглэгээг орхигдуулна.
Урвалын тэгшитгэл нь:

2H 2 S (г) + CO 2 (г) \u003d 2H 2 O (г) + CS 2 (г); = ?

Бодис үүсэх стандарт дулааны утгыг тусгай хүснэгтэд өгсөн болно. Энгийн бодис үүсэх дулааныг тэгтэй тэнцүү гэж тооцдог. Урвалын дулааны эффектийг Гессийн хуулийн үр дүнгийн дагуу тооцоолж болно.

\u003d (H 2 O) + (CS 2) - [(H 2 S) + (CO 2)];
= 2(-241.83) + 115.28 – = +65.43 кЖ.

2H 2 S (г) + CO 2 (г) \u003d 2H 2 O (г) + CS 2 (г); = +65.43 кЖ.

Хариулт:+65.43 кЖ.

Термохимийн урвалын тэгшитгэл

Даалгавар 85.
CO (g) ба устөрөгчийн хоорондох урвалын термохимийн тэгшитгэлийг бич, үүний үр дүнд CH 4 (g) ба H 2 O (g) үүсдэг. Хэвийн нөхцөлд 67.2 литр метан авсан бол энэ урвалын явцад хичнээн хэмжээний дулаан ялгарах вэ? Хариулт: 618.48 кЖ.
Шийдэл:
Химийн нэгдлүүдийн тэмдэг, түүнчлэн дулааны нөлөөллийн тоон утгын ойролцоо тэдгээрийн нэгтгэх эсвэл талст өөрчлөлтийн төлөвийг харуулсан урвалын тэгшитгэлийг термохимийн гэж нэрлэдэг. Термохимийн тэгшитгэлд, хэрэв тусгайлан заагаагүй бол Q p тогтмол даралт дахь дулааны нөлөөллийн утгыг системийн энтальпийн өөрчлөлттэй тэнцүү гэж зааж өгсөн болно. Утгыг ихэвчлэн тэгшитгэлийн баруун талд таслал эсвэл цэг таслалаар тусгаарлана. Бодисын нэгдсэн төлөвийн дараах товчлолыг хүлээн зөвшөөрнө. Г- хий, болон- ямар нэг зүйл руу- талст. Хэрэв бодисын нийлбэр төлөв тодорхой байвал, жишээлбэл, O 2, H 2 гэх мэт эдгээр тэмдэглэгээг орхигдуулна.
Урвалын тэгшитгэл нь:

CO (g) + 3H 2 (г) \u003d CH 4 (г) + H 2 O (г); = ?

Бодис үүсэх стандарт дулааны утгыг тусгай хүснэгтэд өгсөн болно. Энгийн бодис үүсэх дулааныг тэгтэй тэнцүү гэж тооцдог. Урвалын дулааны эффектийг Гессийн хуулийн үр дүнгийн дагуу тооцоолж болно.

\u003d (H 2 O) + (CH 4) - (CO)];
\u003d (-241.83) + (-74.84) ​​- (-110.52) \u003d -206.16 кЖ.

Термохимийн тэгшитгэл нь дараах байдлаар харагдах болно.

22,4 : -206,16 = 67,2 : X; x \u003d 67.2 (-206.16) / 22? 4 \u003d -618.48 кЖ; Q = 618.48 кЖ.

Хариулт: 618.48 кЖ.

Үүсэх дулаан

Даалгавар 86.
Аль урвалын дулааны нөлөө нь үүсэх дулаантай тэнцүү байна. Дараах термохимийн тэгшитгэлээр NO үүсэх дулааныг тооцоол.
a) 4NH 3 (г) + 5O 2 (г) \u003d 4NO (g) + 6H 2 O (г); = -1168.80 кЖ;
б) 4NH 3 (g) + 3O 2 (г) \u003d 2N 2 (г) + 6H 2 O (г); = -1530.28 кЖ
Хариулт: 90.37 кЖ.
Шийдэл:
Үүсгэх стандарт дулаан нь стандарт нөхцөлд энгийн бодисоос 1 моль энэ бодис үүсэх дулаантай тэнцүү байна (T = 298 K; p = 1.0325.105 Па). Энгийн бодисоос NO үүсэхийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

1/2N 2 + 1/2O 2 = ҮГҮЙ

4 моль NO үүсэх (а) урвал, 2 моль N2 үүсэх (б) урвалыг өгөв. Хоёр урвал нь хүчилтөрөгчтэй холбоотой байдаг. Тиймээс, NO үүсэх стандарт дулааныг тодорхойлохын тулд бид дараах Hess мөчлөгийг бүрдүүлнэ, өөрөөр хэлбэл (a) тэгшитгэлийг (b) тэгшитгэлээс хасах хэрэгтэй:

Тиймээс 1/2N 2 + 1/2O 2 = NO; = +90.37 кЖ.

Хариулт: 618.48 кЖ.

Даалгавар 87.
Кристал аммонийн хлорид нь хийн аммиак ба устөрөгчийн хлоридын харилцан үйлчлэлээр үүсдэг. Урьд нь түүний дулааны нөлөөг тооцоолж, энэ урвалын термохимийн тэгшитгэлийг бич. Хэвийн нөхцөлд 10 литр аммиакийг урвалд хэрэглэвэл хичнээн хэмжээний дулаан ялгарах вэ? Хариулт: 78.97 кЖ.
Шийдэл:
Химийн нэгдлүүдийн тэмдэг, түүнчлэн дулааны нөлөөллийн тоон утгын ойролцоо тэдгээрийн нэгтгэх эсвэл талст өөрчлөлтийн төлөвийг харуулсан урвалын тэгшитгэлийг термохимийн гэж нэрлэдэг. Термохимийн тэгшитгэлд, хэрэв тусгайлан заагаагүй бол Q p тогтмол даралт дахь дулааны нөлөөллийн утгыг системийн энтальпийн өөрчлөлттэй тэнцүү гэж зааж өгсөн болно. Утгыг ихэвчлэн тэгшитгэлийн баруун талд таслал эсвэл цэг таслалаар тусгаарлана. Дараахь зүйлийг хүлээн авна руу- талст. Хэрэв бодисын нийлбэр төлөв тодорхой байвал, жишээлбэл, O 2, H 2 гэх мэт эдгээр тэмдэглэгээг орхигдуулна.
Урвалын тэгшитгэл нь:

NH 3 (г) + HCl (г) \u003d NH 4 Cl (k). ; = ?

Бодис үүсэх стандарт дулааны утгыг тусгай хүснэгтэд өгсөн болно. Энгийн бодис үүсэх дулааныг тэгтэй тэнцүү гэж тооцдог. Урвалын дулааны эффектийг Гессийн хуулийн үр дүнгийн дагуу тооцоолж болно.

\u003d (NH4Cl) - [(NH 3) + (HCl)];
= -315.39 - [-46.19 + (-92.31) = -176.85 кЖ.

Термохимийн тэгшитгэл нь дараах байдлаар харагдах болно.

Энэ урвал дахь 10 литр аммиакийн урвалын үед ялгарах дулааныг дараахь харьцаагаар тодорхойлно.

22,4 : -176,85 = 10 : X; x \u003d 10 (-176.85) / 22.4 \u003d -78.97 кЖ; Q = 78.97 кЖ.

Хариулт: 78.97 кЖ.

>>Физик: Биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолох, хөргөх үед түүнээс ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолох

Биеийг халаахад шаардлагатай дулааны хэмжээг хэрхэн тооцоолох талаар сурахын тулд эхлээд энэ нь ямар хэмжигдэхүүнээс хамаардаг болохыг тогтооно.
Өмнөх догол мөрөөс харахад энэ дулааны хэмжээ нь бие махбодоос бүрдэх бодисын төрлөөс (жишээ нь, түүний дулааны багтаамж) хамаардаг гэдгийг бид аль хэдийн мэдэж байсан.
Q c-аас хамаарна
Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм.

Хэрэв бид данханд усаа халааж, зөвхөн дулаацуулахыг хүсч байвал бид удаан хугацаанд халаахгүй. Усыг халуун болгохын тулд бид илүү удаан халаана. Гэхдээ данх халаагчтай удаан холбоо барих тусам түүнээс илүү их дулаан авах болно.

Тиймээс халаах явцад биеийн температур өөрчлөгдөх тусам илүү их дулааныг түүнд шилжүүлэх шаардлагатай.

Биеийн анхны температурыг тинитэй тэнцүү, эцсийн температур нь tfin байна. Дараа нь биеийн температурын өөрчлөлтийг дараах ялгаагаар илэрхийлнэ.

Эцэст нь хүн бүр үүнийг мэддэг халаалтЖишээлбэл, 2 кг ус шаардлагатай илүү цаг хугацаа 1 кг ус халаахаас илүү (тиймээс илүү их дулаан). Энэ нь биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь тухайн биеийн массаас хамаарна гэсэн үг юм.

Тиймээс, дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд та бие махбодоос үүссэн бодисын дулааны хувийн багтаамж, энэ биеийн масс, түүний эцсийн ба анхны температурын зөрүүг мэдэх хэрэгтэй.

Жишээлбэл, 5 кг жинтэй төмрийн хэсгийг халаахад хэр их дулаан шаардагдахыг тодорхойлох шаардлагатай бөгөөд түүний анхны температур 20 ° C, эцсийн температур нь 620 ° C байх ёстой.

Хүснэгт 8-аас бид төмрийн хувийн дулаан багтаамж нь c = 460 Ж / (кг ° C) болохыг олж мэдэв. Энэ нь 1 кг төмрийг 1 ° C-аар халаахад 460 Ж зарцуулна гэсэн үг юм.
5 кг төмрийг 1 ° С-ээр халаахын тулд 5 дахин их хэмжээний дулаан шаардагдана, өөрөөр хэлбэл. 460 Ж * 5 = 2300 Ж.

Төмрийг 1 хэмээр биш харин халаахын тулд А t \u003d 600 ° C, өөр 600 дахин их дулаан шаардагдана, өөрөөр хэлбэл 2300 J X 600 \u003d 1 380 000 Ж. Энэ төмөр 620-аас 20 хэм хүртэл хөргөхөд яг ижил (модуль) дулаан ялгарах болно.

Тиймээс, биеийг халаахад шаардлагатай эсвэл хөргөх явцад ялгарах дулааны хэмжээг олохын тулд биеийн хувийн дулааныг түүний масс болон эцсийн ба анхны температурын зөрүүгээр үржүүлэх шаардлагатай.

??? 1. Биеийн халах үед хүлээн авах дулааны хэмжээ нь түүний масс, температурын өөрчлөлтөөс хамаардаг болохыг харуулсан жишээг өг. 2. Биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ буюу түүнээс ялгарах дулааныг ямар томьёогоор тодорхойлно хөргөх?

С.В. Громов, Н.А. Эх орон, Физик 8-р анги

Интернэт сайтуудаас уншигчдаас оруулсан

Физикийн хичээлийн бие даалт хариулт, анги тус бүрээр, физикийн хураангуй татаж авах, физикийн хичээл төлөвлөх 8-р анги, сурагчийн хичээлд бэлтгэх бүх зүйл, физикийн хичээлийн төлөвлөгөө, физикийн тест онлайн, бие даалт, ажил

Хичээлийн агуулга хичээлийн хураангуй дэмжих хүрээхичээлийн танилцуулга хурдасгах аргууд интерактив технологи Дасгал хийх даалгавар, дасгалууд өөрийгөө шалгах семинар, сургалт, кейс, даалгавар бие даалтын асуулт Зураглал аудио, видео клип, мультимедиагэрэл зураг, зургийн график, хүснэгт, бүдүүвч хошигнол, анекдот, хошигнол, комик сургаалт зүйрлэл, хэллэг, кроссворд, ишлэл Нэмэлтүүд хураангуйөгүүлэл, эрэл хайгуулд зориулсан чип, сурах бичиг, бусад нэр томьёоны үндсэн болон нэмэлт тайлбар толь Сурах бичиг, хичээлийг сайжруулахсурах бичгийн алдааг засахсурах бичгийн хэсэгчилсэн хэсгийг шинэчлэх, хуучирсан мэдлэгийг шинэ зүйлээр солих хичээл дэх инновацийн элементүүд Зөвхөн багш нарт зориулагдсан төгс хичээлүүджилийн хуанлийн төлөвлөгөө удирдамжхэлэлцүүлгийн хөтөлбөрүүд Нэгдсэн хичээлүүд

Ажил хийлгүйгээр энергийг нэг биеэс нөгөөд шилжүүлэх үйл явцыг гэнэ дулаан солилцооэсвэл дулаан дамжуулагч. Дулаан дамжуулалт нь өөр өөр температуртай биетүүдийн хооронд явагддаг. Өөр өөр температуртай биетүүдийн хооронд холбоо тогтооход дотоод энергийн нэг хэсэг нь биеэс илүү их энергитэй шилждэг өндөр температурбага температуртай биед. Дулаан дамжуулалтын үр дүнд биед шилжсэн энергийг нэрлэдэг дулааны хэмжээ.

Бодисын хувийн дулаан багтаамж:

Хэрэв дулаан дамжуулах процесс нь ажил дагалддаггүй бол термодинамикийн нэгдүгээр хуульд үндэслэн дулааны хэмжээ нь биеийн дотоод энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна: .

Молекулуудын санамсаргүй хөрвүүлгийн хөдөлгөөний дундаж энерги нь үнэмлэхүй температуртай пропорциональ байна. Биеийн дотоод энергийн өөрчлөлт нь бүх атом эсвэл молекулуудын энергийн өөрчлөлтийн алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү бөгөөд тэдгээрийн тоо нь биеийн масстай пропорциональ байдаг тул дотоод энергийн өөрчлөлт, улмаар дулааны хэмжээ нь масс ба температурын өөрчлөлттэй пропорциональ байна:

Энэ тэгшитгэл дэх пропорциональ хүчин зүйлийг нэрлэнэ Бодисын хувийн дулаан багтаамж. Хувийн дулаан багтаамж нь 1 кг бодисын температурыг 1 К-ээр нэмэгдүүлэхэд хэр их дулаан шаардагдахыг илэрхийлдэг.

Термодинамик дахь ажил:

Механикийн хувьд ажлыг хүч ба шилжилтийн модулиудын үржвэр ба тэдгээрийн хоорондох өнцгийн косинус гэж тодорхойлдог. Хөдөлгөөнт биед хүч үйлчлэх бөгөөд түүний кинетик энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байх үед ажил хийгддэг.

Термодинамикийн хувьд биеийн хөдөлгөөнийг бүхэлд нь авч үздэггүй, бид макроскопийн биеийн хэсгүүдийн бие биентэйгээ харьцуулахад хөдөлгөөний тухай ярьж байна. Үүний үр дүнд биеийн эзэлхүүн өөрчлөгдөж, хурд нь тэгтэй тэнцүү хэвээр байна. Термодинамик дахь ажил нь механикийн нэгэн адил тодорхойлогддог боловч энэ нь биеийн кинетик энерги биш, харин түүний дотоод энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү юм.

Ажил дууссаны дараа (шахалт эсвэл тэлэлт) хийн дотоод энерги өөрчлөгддөг. Үүний шалтгаан нь дараах байдалтай байна. Хийн молекулуудын хөдөлгөөнт поршений уян харимхай мөргөлдөх үед тэдгээрийн кинетик энерги өөрчлөгддөг.

Өргөтгөх үеийн хийн ажлыг тооцоолъё. Хий нь поршенд хүчээр үйлчилдэг
, хаана нь хийн даралт, ба - гадаргуугийн талбай бүлүүр. Хий тэлэх үед поршен нь хүчний чиглэлд хөдөлдөг богино зайд
. Хэрэв зай бага бол хийн даралтыг тогтмол гэж үзэж болно. Хийн ажил нь:

Хаана
- хийн эзлэхүүний өөрчлөлт.

Хийг өргөжүүлэх явцад хүч ба шилжилтийн чиглэл давхцдаг тул эерэг ажил хийдэг. Өргөтгөх явцад хий нь хүрээлэн буй биед энерги өгдөг.

Гадны биетүүдийн хий дээр хийсэн ажил нь хийн ажлаас зөвхөн тэмдгээр ялгаатай
, учир нь хүч чадал хий дээр ажиллаж байгаа нь хүчний эсрэг байна , үүнтэй хамт хий нь поршен дээр ажилладаг бөгөөд үнэмлэхүй утгаараа түүнтэй тэнцүү байна (Ньютоны гурав дахь хууль); мөн хөдөлгөөн нь ижил хэвээр байна. Тиймээс ажилла гадаад хүчтэнцүү байна:

.

Термодинамикийн анхны хууль:

Термодинамикийн анхны хууль бол дулааны үзэгдлүүдийг хамарсан энерги хадгалагдах хууль юм. Эрчим хүч хэмнэх хууль: Байгаль дахь энерги нь оргүйгээс үүсдэггүй бөгөөд алга болдоггүй: энергийн хэмжээ өөрчлөгдөөгүй, зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөөд шилждэг.

Термодинамикийн хувьд таталцлын төвийн байрлал бараг өөрчлөгддөггүй биетүүдийг авч үздэг. Ийм биетүүдийн механик энерги тогтмол хэвээр байх бөгөөд зөвхөн дотоод энерги нь өөрчлөгдөж болно.

Дотоод энергийг дулаан дамжуулах, ажил гэсэн хоёр аргаар өөрчилж болно. AT ерөнхий тохиолдолдотоод энерги нь дулаан дамжуулалт болон ажил гүйцэтгэх замаар өөрчлөгддөг. Термодинамикийн эхний хуулийг ийм ерөнхий тохиолдлуудад яг нарийн томъёолсон болно.

Нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих явцад системийн дотоод энергийн өөрчлөлт нь гадаад хүчний ажлын нийлбэр ба системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

Хэрэв систем тусгаарлагдсан бол үүн дээр ямар ч ажил хийгдэхгүй бөгөөд хүрээлэн буй биетэй дулаан солилцдоггүй. Термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн дагуу тусгаарлагдсан системийн дотоод энерги өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

Үүнийг харгалзан үзвэл
, термодинамикийн анхны хуулийг дараах байдлаар бичиж болно.

Системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээ нь дотоод энергийг өөрчлөх, системээр гадны биетүүд дээр ажиллахад зарцуулагддаг.

Термодинамикийн хоёрдугаар хууль: Хоёр систем болон хүрээлэн буй биетүүдэд нэгэн зэрэг өөрчлөлт ороогүй тохиолдолд дулааныг хүйтэн системээс халуун руу шилжүүлэх боломжгүй юм.

Биеийг халаахад шаардлагатай дулааны хэмжээг хэрхэн тооцоолох талаар сурахын тулд эхлээд энэ нь ямар хэмжигдэхүүнээс хамаардаг болохыг тогтооно.

Өмнөх догол мөрөөс харахад энэ дулааны хэмжээ нь бие махбодоос бүрдэх бодисын төрлөөс (жишээлбэл, түүний дулааны багтаамжаас) хамаардаг гэдгийг бид аль хэдийн мэдэж байсан.

Q c-аас хамаарна.

Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм.

Хэрэв бид данханд усаа халааж, зөвхөн дулаацуулахыг хүсч байвал бид удаан хугацаанд халаахгүй. Усыг халуун болгохын тулд бид илүү удаан халаана. Гэхдээ данх халаагчтай удаан холбоо барих тусам түүнээс илүү их дулаан авах болно. Тиймээс халаах явцад биеийн температур өөрчлөгдөх тусам илүү их дулааныг түүнд шилжүүлэх шаардлагатай.

Биеийн анхны температурыг эхнийх нь t, эцсийн температур нь t төгсгөлтэй тэнцүү байна. Дараа нь биеийн температурын өөрчлөлтийг зөрүүгээр илэрхийлэх болно

Δt = t төгсгөл - t эхлэл,

дулааны хэмжээ нь энэ утгаас хамаарна:

Q нь Δt-ээс хамаарна.

Эцэст нь хэлэхэд, жишээлбэл, 2 кг ус халаах нь 1 кг ус халаахаас илүү их цаг хугацаа (тиймээс илүү их дулаан) шаарддаг гэдгийг хүн бүр мэддэг. Энэ нь биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь тухайн биеийн массаас хамаарна гэсэн үг юм.

Q нь m-ээс хамаарна.

Тиймээс, дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд та бие махбодоос үүссэн бодисын дулааны хувийн багтаамж, энэ биеийн масс, түүний эцсийн ба анхны температурын зөрүүг мэдэх хэрэгтэй.

Жишээлбэл, 5 кг жинтэй төмрийн хэсгийг халаахад хэр их дулаан шаардагдахыг тодорхойлох шаардлагатай бөгөөд түүний анхны температур 20 ° C, эцсийн температур нь 620 ° C байх ёстой.

Хүснэгт 8-аас бид төмрийн хувийн дулаан багтаамж нь c = 460 Ж/(кг*°С) болохыг олж мэдэв. Энэ нь 1 кг төмрийг 1 ° C-аар халаахад 460 Ж зарцуулна гэсэн үг юм.

5 кг төмрийг 1 хэмээр халаахад 5 дахин их дулаан шаардагдана, тухайлбал 460 Ж * 5 \u003d 2300 Ж.

Төмрийг 1 ° C биш, харин Δt = 600 ° C-аар халаахын тулд дахин 600 дахин их дулаан, өөрөөр хэлбэл 2300 J * 600 = 1,380,000 Дж халаах шаардлагатай. Яг ижил хэмжээний (модуль) дулаан ялгарах ба энэ үед төмрийг 620-аас 20 хэм хүртэл хөргөнө.

Тэгэхээр, Биеийг халаахад шаардагдах эсвэл хөргөх явцад ялгарах дулааны хэмжээг олохын тулд биеийн хувийн дулааныг түүний масс болон эцсийн болон анхны температурын зөрүүгээр үржүүлэх шаардлагатай.:

Биеийг халах үед tcon > tini, тиймээс Q > 0. Биеийг хөргөхөд tcon.< t нач и, следовательно, Q < 0.

1. Биеийн халах үед хүлээн авах дулааны хэмжээ нь түүний масс болон температурын өөрчлөлтөөс хамаардаг болохыг харуулсан жишээг өг. 2. Хөргөх үед биеийг халаахад шаардагдах дулааны буюу түүнээс ялгарах дулааны хэмжээг ямар томъёогоор тооцох вэ?