Дулаан дамжуулах үеийн дулааны хэмжээ, бодисын хувийн дулаан багтаамжийг тооцоолох. Дулааны хэмжээ. Дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл

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.Тодорхой дулаанууршилт.

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

Q = би бол,

пропорционалийн коэффициент хаана байна Лууршилтын хувийн дулаан гэж нэрлэдэг.

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 хатуу биеийг шингэн болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь биеийн масстай пропорциональ байна, өөрөөр хэлбэл.

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.

Төлөвлөгөөний тойм

нээлттэй хичээл 8 "Е" ангид физик

Санамж бичгийн 77-р спорт заал, о. Тольятти

физикийн багш нар

Иванова Мария Константиновна

Хичээлийн сэдэв:

Биеийг халаахад шаардагдах эсвэл хөргөх явцад ялгардаг дулааны хэмжээг тооцоолох асуудлыг шийдвэрлэх.

Огноо:

Хичээлийн зорилго:

халаахад шаардагдах болон хөргөлтийн үед ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолох практик ур чадварыг хөгжүүлэх;

тоолох чадварыг хөгжүүлэх, асуудлын схемд дүн шинжилгээ хийх, чанарын болон шийдвэрлэх үед логик ур чадварыг сайжруулах. тооцооллын асуудлууд;

хосоороо ажиллах, өрсөлдөгчийнхөө санаа бодлыг хүндэтгэх, үзэл бодлоо хамгаалах чадварыг төлөвшүүлэх, физикийн даалгавруудыг гүйцэтгэхдээ болгоомжтой байх.

Хичээлийн тоног төхөөрөмж:

компьютер, проектор, сэдвийн талаархи танилцуулга (Хавсралт №1), тоон боловсролын нөөцийн нэг цуглуулгын материал.

Хичээлийн төрөл:

асуудал шийдэх.

“Шүдэнзний дөл рүү хуруугаа хий, тэгвэл та тэнгэрт ч, газар дээр ч адилгүй мэдрэмжийг мэдрэх болно; Гэсэн хэдий ч болсон бүх зүйл зүгээр л молекулуудын мөргөлдөөний үр дүн юм.

Ж.Уилер

Хичээлийн үеэр:

Зохион байгуулах цаг

Оюутнуудын мэндчилгээ.

Суралцаагүй оюутнуудыг шалгаж байна.

Хичээлийн сэдэв, зорилгын танилцуулга.

Гэрийн даалгавраа шалгаж байна.

1.Урд талын судалгаа

Бодисын хувийн дулаан багтаамж гэж юу вэ? (Слайд №1)

Бодисын хувийн дулаан багтаамжийг ямар нэгжээр илэрхийлдэг вэ?

Усны бие яагаад удаан хөлддөг вэ? Цаг агаар дулаахан байсан ч мөс яагаад гол мөрөн, ялангуяа нууруудыг удаан хугацаагаар орхидоггүй вэ?

Яагаад гэж Хар тэнгисийн эрэгӨвөл ч гэсэн Кавказ хангалттай дулаан байдаг уу?

Олон металл яагаад их хэмжээгээр хөрдөг вэ? уснаас хурдан? (Слайд №2)

2. Ганцаарчилсан судалгаа (хэд хэдэн оюутнуудад зориулсан олон түвшний даалгавар бүхий картууд)

Шинэ сэдвийг судлах.

1. Дулааны хэмжээний тухай ойлголтыг давтах.

Дулааны хэмжээ- дулаан дамжуулах үед дотоод энергийн өөрчлөлтийн тоон хэмжүүр.

Бие махбодид шингэсэн дулааны хэмжээг эерэг, ялгарах дулааныг сөрөг гэж үздэг. "Бие нь тодорхой хэмжээний дулаантай" эсвэл "бие нь тодорхой хэмжээний дулааныг агуулдаг (хадгадаг)" гэсэн хэллэг нь утгагүй юм. Дулааны хэмжээг ямар ч процесст хүлээн авах эсвэл өгөх боломжтой боловч түүнийг эзэмших боломжгүй.

Биеийн хил дээр дулаан солилцооны үед хүйтэн биеийн аажмаар хөдөлж буй молекулууд нь халуун биеийн хурдан хөдөлж буй молекулуудтай харилцан үйлчилдэг. Үүний үр дүнд молекулуудын кинетик энерги тэнцүү болж, хүйтэн биеийн молекулуудын хурд нэмэгдэж, харин халуун биеийнх буурдаг.

Дулаан солилцооны үед энерги нь нэг хэлбэрээс нөгөөд хувирдаггүй бөгөөд халуун биеийн дотоод энергийн нэг хэсэг нь хүйтэн биед шилждэг.

2. Дулааны хэмжээг тодорхойлох томъёо.

Гаргацгаая ажлын томъёодулааны хэмжээг тооцоолох асуудлыг шийдвэрлэх: Q = см ( т 2 - т 1 ) - самбар болон дэвтэр дээр бичих.

Биеийн өгсөн эсвэл хүлээн авсан дулааны хэмжээ нь биеийн анхны температур, түүний масс, дулааны хувийн багтаамжаас хамаардаг болохыг бид олж мэдсэн.

Практикт дулааны тооцоог ихэвчлэн ашигладаг. Жишээлбэл, барилга байгууламж барихдаа бүх халаалтын систем нь барилгад хэр их дулаан өгөх ёстойг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Цонх, хана, хаалгаар дамжин хүрээлэн буй орон зайд хэр их дулаан орохыг та бас мэдэх ёстой.

3 . Дулааны хэмжээ нь янз бүрийн хэмжигдэхүүнээс хамаардаг . (Слайд №3, №4, №5, №6)

4 . Тодорхой дулаан (Слайдын дугаар 7)

5. Дулааны хэмжээг хэмжих нэгжүүд (Слайдын дугаар 8)

6. Дулааны хэмжээг тооцоолох асуудлыг шийдэх жишээ (Слайдын дугаар 10)

7. Самбар болон дэвтэр дээрх дулааны хэмжээг тооцоолох асуудлыг шийдвэрлэх

Хэрэв биетүүдийн хооронд дулаан солилцоо явагдах юм бол хөргөх биеийн дотоод энерги буурахын хэрээр бүх халаалтын биеийн дотоод энерги нэмэгддэг болохыг бид олж мэдсэн. Үүнийг хийхийн тулд бид сурах бичгийн § 9-ийн шийдэгдсэн асуудлын жишээг ашиглана.

Динамик түр зогсолт.

IV. Судалсан материалыг нэгтгэх.

1. Өөрийгөө хянах асуултууд (Слайдын дугаар 9)

2. Чанарын асуудлыг шийдвэрлэх:

Яагаад өдөр нь элсэн цөлд халуун байдаг ч шөнөдөө температур 0 хэмээс доош буудаг вэ? (Элс нь бага хувийн дулаан багтаамжтай тул хурдан халж, хөрдөг.)

Ижил масстай хар тугалга, ган хоёрыг ижил тооны алхаар цохив. Аль хэсэг нь илүү халуухан болсон бэ? Яагаад? (хар тугалганы хэсэг илүү халсан, учир нь. тодорхой дулаанбага хар тугалга.)

Яагаад төмөр зуухӨрөөг тоосгоноос хурдан дулаацуулдаг, гэхдээ удаан хугацаанд дулаацахгүй байна уу? (Зэсийн дулааны хувийн багтаамж нь тоосгоныхоос бага байдаг.)

Ижил масстай зэс, ган жинд ижил хэмжээний дулааныг өгдөг. Аль жингийн температурыг хамгийн их өөрчлөх вэ? (Зэсийн хувьд, учир нь зэсийн хувийн дулаан багтаамж бага.)

Аль нь илүү их эрчим хүч хэрэглэдэг: ус халаах эсвэл халаах хөнгөн цагаан тогооХэрэв тэдний масс ижил байвал? (Ус халаахын тулд усны хувийн дулаан багтаамж их байдаг.)

Таны мэдэж байгаагаар төмөр нь зэсээс өндөр дулааны багтаамжтай байдаг. Иймээс төмрөөр хийсэн хатгуур нь жин ба температур нь тэнцүү бол зэсээр хийсэн хатгуураас илүү дотоод энергитэй байх болно. Гэсэн хэдий ч гагнуурын төмрийн үзүүрийг яагаад зэсээр хийсэн бэ? (Зэс нь өндөр дулаан дамжуулалттай байдаг.)

Металлын дулаан дамжуулалт нь шилний дулаан дамжилтын илтгэлцүүрээс хамаагүй их байдаг нь мэдэгдэж байна. Тэгвэл яагаад калориметрийг шилээр биш металлаар хийдэг вэ? (Металл нь өндөр дулаан дамжуулалттай, хувийн дулаан багатай тул калориметрийн доторх температур хурдан жигдэрч, халаахад бага дулаан зарцуулдаг. Үүнээс гадна металлын цацраг нь шилэн цацрагаас хамаагүй бага бөгөөд дулааны алдагдлыг бууруулдаг.)

Сул цас хөрсийг хөлдөхөөс сайн хамгаалдаг, учир нь энэ нь дулаан дамжуулагч муутай агаарыг агуулдаг. Эцсийн эцэст, цасаар хучигдаагүй хөрсөнд агаарын давхарга хүртэл наалддаг. Тэгвэл яагаад тэр энэ тохиолдолд тийм ч их хөлддөггүй юм бэ? (Агаар нь цасаар хучигдаагүй хөрстэй харьцаж, байнга хөдөлгөөнтэй, холилдсон байдаг. Энэхүү хөдөлгөөнт агаар нь дэлхийн дулааныг зайлуулж, чийгийн ууршилтыг нэмэгдүүлдэг. Цасны хэсгүүдийн хооронд байрлах агаар идэвхгүй бөгөөд дулаан дамжуулагч муу учраас дэлхийг хөлдөхөөс хамгаалдаг.)

3. Тооцооллын асуудлын шийдэл

Эхний хоёр даалгаврыг өндөр урам зоригтой оюутнууд самбар дээр шийддэг хамтын хэлэлцүүлэг. Асуудлыг шийдвэрлэх, шийдвэрлэхэд бид зөв хандлагыг олж авдаг.

Даалгавар №1.

Зэсийг 20 хэмээс 170 хэм хүртэл халаахад 140,000 Ж дулаан зарцуулсан. Зэсийн массыг тодорхойл.

Даалгавар №2

Шингэний 2 литрийг 20 хэм хүртэл халаахад 150,000 Ж зарцуулсан бол шингэний хувийн дулаан багтаамж хэд вэ. Шингэний нягт нь 1.5 г/см³ байна.

Сурагчид дараах асуултуудад хосоороо хариулна.

Даалгаврын дугаар 3.

m масстай хоёр зэс бөмбөлөг оба 4м охоёр бөмбөг ижил хэмжээний дулааныг хүлээн авахын тулд халаана. Үүний зэрэгцээ том бөмбөг 5 хэмээр халсан. Жижиг масстай бөмбөг хэр их халсан бэ?

Даалгаврын дугаар 4.

4 м³ мөсийг 10 хэмээс -40 хэм хүртэл хөргөхөд хичнээн хэмжээний дулаан ялгарах вэ?

Даалгаврын дугаар 5.

Аль тохиолдолд хоёр бодисын халаалт ижил байвал хоёр бодисыг халаахад илүү их дулаан шаардагдана ∆ т 1 = ∆т 2 Эхний бодис нь 2 кг жинтэй тоосго бөгөөд s = 880 Ж / кг ∙ ° C, гууль - 2 кг масс ба s \u003d 400 Ж / кг ∙ ° C.

Даалгаврын дугаар 6.

4 кг жинтэй ган гулдмайг халаана. Энэ тохиолдолд 200,000 Ж дулаан зарцуулсан. Хэрэв анхны температур байгаа бол эцсийн биеийн температурыг тодорхойлно т 0 = 10 ° C

At бие даасан шийдэлоюутнуудад зориулсан даалгавар, асуулт гарч ирэх нь зүйн хэрэг. Хамгийн их асуудаг асуултуудыг хамтдаа хэлэлцдэг. Хувийн шинж чанартай асуултуудад хувь хүний ​​хариулт өгдөг.

Тусгал. Тэмдэглэгээ тавих.

Багш: За, залуус аа, та өнөөдрийн хичээлээр юу сурсан, шинэ юу сурсан бэ?

Оюутны хариултын жишээ :

"Биеийг халаахад шаардагдах ба хөргөлтийн үед ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолох" сэдвээр чанарын болон тооцооллын бодлого шийдвэрлэх ур чадвар эзэмшсэн.

Физик, математик зэрэг хичээлүүд хэрхэн давхцаж, хоорондоо уялдаа холбоотой байдгийг бид практик дээр баттай мэдсэн.

Гэрийн даалгавар:

В.И. Бодлогын цуглуулгаас 1024, 1025 тоот бодлогуудыг шийд. Лукашик, Иванова Е.В.

Бие махбодийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг эсвэл хөргөх явцад ялгаруулж буй дулааны хэмжээг тооцоолох асуудлыг бие даан гаргаж ирээрэй.

Манай нийтлэлийн гол зүйл бол дулааны хэмжээ юм. Энэ утга өөрчлөгдөхөд хувирдаг дотоод энергийн тухай ойлголтыг бид авч үзэх болно. Мөн бид тооцооллыг хүний ​​үйл ажиллагаанд ашиглах зарим жишээг үзүүлэх болно.

Дулаан

Ямар ч үгээр эх хэлхүн бүр өөрийн гэсэн холбоотой байдаг. Тэдгээрийг тодорхойлсон хувийн туршлагамөн үндэслэлгүй мэдрэмжүүд. "Дулаан" гэдэг үгээр ихэвчлэн юуг илэрхийлдэг вэ? Зөөлөн хөнжил, ажиллах батерей төвийн халаалтөвөл, эхлээд нарны гэрэлхавар, муур. Эсвэл ээжийн харц, найзынхаа тайвшруулах үг, цаг тухайд нь анхаарал хандуулах.

Физикчид үүнийг маш тодорхой нэр томъёог хэлдэг. Мөн маш чухал, ялангуяа энэ нарийн төвөгтэй боловч сонирхолтой шинжлэх ухааны зарим хэсэгт.

Термодинамик

Эрчим хүчийг хадгалах хууль дээр үндэслэсэн хамгийн энгийн процессуудаас тусад нь дулааны хэмжээг авч үзэх нь үнэ цэнэтэй зүйл биш юм - юу ч тодорхойгүй болно. Тиймээс эхлээд уншигчдадаа сануулъя.

Термодинамик нь аливаа зүйл, объектыг маш олон тооны энгийн хэсгүүд - атом, ион, молекулуудын нэгдэл гэж үздэг. Түүний тэгшитгэлүүд нь макро параметрүүдийг өөрчлөх үед системийн хамтын төлөвийн аливаа өөрчлөлтийг бүхэлд нь болон бүхэлд нь нэг хэсэг болгон тайлбарладаг. Сүүлийнх нь температур (T гэж тэмдэглэгдсэн), даралт (P), бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци (ихэвчлэн C) гэж ойлгогддог.

Дотоод энерги

Дотоод энерги гэдэг нь нэлээд төвөгтэй нэр томъёо бөгөөд дулааны хэмжээг ярихаас өмнө утгыг нь ойлгох хэрэгтэй. Энэ нь тухайн объектын макро параметрүүдийн үнэ цэнийн өсөлт, бууралтаар өөрчлөгдөх энергийг илэрхийлдэг бөгөөд лавлагааны системээс хамаардаггүй. Энэ нь нийт энергийн нэг хэсэг юм. Энэ нь судалж буй зүйлийн массын төв амарч байх үед (өөрөөр хэлбэл кинетик бүрэлдэхүүн хэсэг байхгүй) үүнтэй давхцдаг.

Хүн ямар нэгэн объект (унадаг дугуй гэх мэт) халж, хөрж байгааг мэдрэх үед энэ нь бүх молекул, атомыг бүрдүүлдэг болохыг харуулж байна. энэ системдотоод энергийн өөрчлөлтийг мэдэрсэн. Гэсэн хэдий ч температурын тогтмол байдал нь энэ үзүүлэлтийг хадгална гэсэн үг биш юм.

Ажил, дулаан

Аливаа термодинамик системийн дотоод энергийг хоёр аргаар хувиргаж болно.

• үүн дээр ажил хийснээр;
• -тэй дулаан солилцооны үед орчин.

Энэ үйл явцын томъёо дараах байдалтай байна.

dU=Q-A, энд U нь дотоод энерги, Q нь дулаан, А нь ажил.

Уншигч та энгийн илэрхийлэлд хууртахгүй байх болтугай. Сэлгээ нь Q=dU+A гэдгийг харуулж байгаа боловч энтропи (S)-ийг оруулснаар томъёог dQ=dSxT хэлбэрт авчирдаг.

Энэ тохиолдолд тэгшитгэл нь дифференциал тэгшитгэлийн хэлбэрийг авдаг тул эхний илэрхийлэл нь ижил зүйлийг шаарддаг. Цаашилбал, судалж буй объектод ажиллаж буй хүч, тооцоолж буй параметрээс хамааран шаардлагатай харьцааг гаргана.

Металл бөмбөгийг термодинамик системийн жишээ болгон авч үзье. Хэрэв та үүнийг дарж, бөөлжиж, гүний худаг руу унагавал энэ нь үүн дээр ажил хийнэ гэсэн үг юм. Гаднах байдлаар эдгээр бүх хор хөнөөлгүй үйлдэл нь бөмбөгөнд ямар ч хор хөнөөл учруулахгүй, гэхдээ түүний дотоод энерги бага зэрэг өөрчлөгдөх болно.

Хоёрдахь арга бол дулаан дамжуулалт юм. Одоо бид энэ өгүүллийн гол зорилгод хүрч ирлээ: дулааны хэмжээ ямар байдаг тухай тайлбар. Энэ нь дулаан дамжуулах явцад тохиолддог термодинамик системийн дотоод энергийн ийм өөрчлөлт юм (дээрх томъёог үзнэ үү). Энэ нь жоуль эсвэл калориор хэмжигддэг. Мэдээжийн хэрэг, хэрэв бөмбөг асаагуур дээр, наранд эсвэл зүгээр л дотор байвал дулаан гардараа нь халах болно. Дараа нь температурыг өөрчилснөөр та түүнд нэгэн зэрэг дамжуулсан дулааны хэмжээг олж чадна.

Яагаад хий бол дотоод энергийн өөрчлөлтийн хамгийн сайн жишээ бөгөөд үүнээс болж оюутнууд яагаад физикт дургүй байдаг вэ?

Дээр бид металл бөмбөлгийн термодинамик параметрүүдийн өөрчлөлтийг тайлбарласан. Тэд байхгүй тусгай төхөөрөмжтийм ч мэдэгдэхүйц биш бөгөөд уншигчид тухайн объектод тохиолдож буй үйл явцын талаар нэг үг хэлэх боломжтой. Өөр нэг зүйл бол хэрэв систем нь хий юм бол. Үүнийг дараарай - энэ нь харагдах болно, халаах болно - даралт нэмэгдэж, газар доор буулгах болно - үүнийг амархан засах боломжтой. Тиймээс сурах бичигт энэ нь ихэвчлэн харааны термодинамик систем болгон авдаг хий юм.

Гэвч харамсалтай нь, дотор орчин үеийн боловсрол бодит туршлаганэг их анхаарал татдаггүй. бичдэг эрдэмтэн Хэрэгслийн хэрэгсэлТэр юу болж байгааг маш сайн ойлгодог. Хийн молекулуудын жишээг ашиглан термодинамикийн бүх параметрүүдийг зохих ёсоор харуулах болно гэж түүнд санагдаж байна. Харин энэ ертөнцийг дөнгөж нээж буй оюутны хувьд онолын поршений хамгийн тохиромжтой колбоны тухай сонсох нь уйтгартай байдаг. Хэрвээ сургууль жинхэнэ судалгааны лабораторитой, түүндээ ажиллах цагийг зориулдаг байсан бол бүх зүйл өөр байх байсан. Одоогоор харамсалтай нь туршилтууд зөвхөн цаасан дээр л байна. Магадгүй энэ нь хүмүүс физикийн энэ салбарыг цэвэр онолын, амьдралаас хол, шаардлагагүй зүйл гэж үзэхэд хүргэдэг зүйл юм.

Тиймээс бид дээр дурдсан дугуйг жишээ болгон өгөхөөр шийдсэн. Хүн дөрөө дээр дардаг - тэдэн дээр ажилладаг. Бүхэл бүтэн механизмд эргүүлэх хүчийг дамжуулахаас гадна (унадаг дугуй орон зайд хөдөлдөг тул) хөшүүргийг хийсэн материалын дотоод энерги өөрчлөгддөг. Дугуйчин эргүүлэхийн тулд бариулыг түлхэж, дахин ажлаа хийнэ.

Дотоод энерги гадна бүрхүүл(хуванцар эсвэл металл) нэмэгддэг. Хүн хурц нарны доорхи цэвэрлэгээнд явдаг - дугуй халж, дулааны хэмжээ өөрчлөгддөг. Хуучин царс модны сүүдэрт амрахаа зогсоож, систем нь хөргөж, калори эсвэл жоуль үрдэг. Хурд нэмэгддэг - энергийн солилцоог нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр бүх тохиолдолд дулааны хэмжээг тооцоолох нь маш бага, үл мэдэгдэх утгыг харуулах болно. Тиймээс термодинамик физикийн илрэлүүд нь жинхэнэ амьдралүгүй.

Дулааны хэмжээг өөрчлөх тооцооны хэрэглээ

Уншигч энэ бүхэн маш их мэдээлэлтэй гэж хэлэх байх, гэхдээ бид яагаад ийм томьёогоор сургууль дээрээ тарчлаадаг юм бэ. Одоо бид хүний ​​​​үйл ажиллагааны аль салбарт тэд шууд хэрэгцээтэй байдаг, энэ нь түүний өдөр тутмын амьдралд хэрхэн хамаатай болохыг жишээ болгон өгөх болно.

Эхлэхийн тулд эргэн тойрноо хараад тоолж үзээрэй: таныг хэр олон металл зүйл хүрээлж байна вэ? Магадгүй арав гаруй байх. Гэхдээ цаасны хавчаар, вагон, бөгж, флаш диск болохын өмнө ямар ч метал хайлуулдаг. Төмрийн хүдэр боловсруулдаг үйлдвэр бүр зардлыг оновчтой болгохын тулд хэр их түлш шаардагдахыг ойлгох ёстой. Үүнийг тооцоолохдоо метал агуулсан түүхий эдийн дулааны багтаамж, түүнд өгөх дулааны хэмжээг мэдэх шаардлагатай. технологийн процессууд. Түлшний нэгжээс ялгарах энергийг жоуль эсвэл калориор тооцдог тул томъёог шууд авах шаардлагатай.

Эсвэл өөр нэг жишээ: ихэнх супермаркетууд хөлдөөсөн бүтээгдэхүүнтэй тасагтай байдаг - загас, мах, жимс. Амьтны мах, далайн гаралтай түүхий эдийг хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн болгон хувиргах тохиолдолд хөргөх, хөлдөөх төхөөрөмж тонн эсвэл бэлэн бүтээгдэхүүнд хэр их цахилгаан зарцуулдаг болохыг мэддэг байх ёстой. Үүнийг хийхийн тулд нэг кг гүзээлзгэнэ эсвэл далайн амьтан цельсийн нэг градусаар хөргөхөд хэр их дулаан алддагийг тооцоолох хэрэгтэй. Эцсийн эцэст энэ нь тодорхой багтаамжтай хөлдөөгч хэр их цахилгаан зарцуулдаг болохыг харуулах болно.

Онгоц, хөлөг онгоц, галт тэрэг

Дээр дурдсанчлан бид харьцангуй хөдөлгөөнгүй, хөдөлгөөнгүй объектуудын тухай мэдээлсэн эсвэл эсрэгээрээ тодорхой хэмжээний дулааныг тэднээс авдаг жишээг үзүүлэв. Байнга өөрчлөгдөж буй температурын нөхцөлд үйл ажиллагааны явцад хөдөлж буй объектуудын хувьд дулааны хэмжээг тооцоолох нь өөр нэг шалтгааны улмаас чухал ач холбогдолтой юм.

"Металлын ядаргаа" гэж ийм зүйл байдаг. Энэ нь мөн дээд талыг багтаасан болно зөвшөөрөгдөх ачаалалтемпературын өөрчлөлтийн тодорхой хурдаар. Агаарын чийглэг халуун орноос хөлдсөн дээд агаар мандалд хөөрч буй онгоцыг төсөөлөөд үз дээ. Температур өөрчлөгдөхөд металлын хагарлаас болж задрахгүйн тулд инженерүүд шаргуу ажиллах ёстой. Тэд жинхэнэ ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай хайлшны найрлагыг хайж байгаа бөгөөд аюулгүй байдлын хувьд их хэмжээний ашиг тустай байх болно. Хүссэн найрлагадаа санамсаргүйгээр бүдрэх гэж найдаж сохроор хайхгүйн тулд та дулааны хэмжээг өөрчлөх зэрэг олон тооны тооцоолол хийх хэрэгтэй.

Практикт дулааны тооцоог ихэвчлэн ашигладаг. Жишээлбэл, барилга байгууламж барихдаа бүх халаалтын систем нь барилгад хэр их дулаан өгөх ёстойг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Цонх, хана, хаалгаар дамжин хүрээлэн буй орон зайд хэр их дулаан орохыг та бас мэдэх ёстой.

Бид хамгийн энгийн тооцооллыг хэрхэн яаж хийхийг жишээгээр харуулах болно.

Тиймээс, та зэсийн хэсэг нь халах үед хэр их дулаан хүлээн авсан болохыг олж мэдэх хэрэгтэй. Түүний масс нь 2 кг бөгөөд температур нь 20-280 ° C хүртэл нэмэгдсэн байна. Нэгдүгээрт, 1-р хүснэгтийн дагуу бид зэсийн хувийн дулааны багтаамжийг м = 400 Ж / кг ° С) тодорхойлно. Энэ нь 1 кг жинтэй зэс хэсгийг 1 ° С-аар халаахад 400 Ж зарцуулагдана гэсэн үг юм. 2 кг жинтэй зэс хэсгийг 1 ° C-аар халаахад 2 дахин их дулаан хэрэгтэй - 800 Ж. Зэсийн хэсгийн температур 1 хэмээс дээш, 260 хэмээр нэмэгдвэл 260 дахин их дулаан шаардагдана, өөрөөр хэлбэл 800 J 260 \u003d 208,000 Ж.

Хэрэв бид массыг m гэж тэмдэглэвэл эцсийн (t 2) ба анхны (t 1) температурын зөрүү - t 2 - t 1 дулааны хэмжээг тооцоолох томъёог авна.

Q \u003d см (t 2 - t 1).

Жишээ 1. 5 кг жинтэй төмөр тогоог 10 кг жинтэй усаар дүүргэдэг. Температурыг 10-аас 100 хэм хүртэл өөрчлөхийн тулд бойлер руу устай хэр их дулаан дамжуулах шаардлагатай вэ?

Асуудлыг шийдэхдээ хоёр биеийг - бойлер ба ус хоёуланг нь хамт халаах болно гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тэдний хооронд дулаан солилцоо явагддаг. Тэдний температурыг ижил гэж үзэж болно, өөрөөр хэлбэл бойлер ба усны температур 100 ° C - 10 ° C = 90 ° C хүртэл өөрчлөгддөг. Гэхдээ уурын зуух болон усны хүлээн авсан дулааны хэмжээ ижил биш байх болно. Эцсийн эцэст, тэдгээрийн масс, дулааны тусгай хүчин чадал нь өөр өөр байдаг.

Данханд ус халаана

Жишээ 2. Холимог ус 0.8 кг жинтэй, 25 ° C температуртай, 100 ° C-ийн температуртай ус 0.2 кг жинтэй. Үүссэн хольцын температурыг хэмжиж үзэхэд 40 ° C байна. Халуун ус хөргөж, хүлээн авах үед ялгарах дулааны хэмжээг тооцоол хүйтэн усхалах үед. Эдгээр дулааны хэмжээг харьцуул.

Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье.

Дулааны хэмжээ ялгарч байгааг бид харж байна халуун ус, хүлээн авсан дулааны хэмжээ хүйтэн ус, хоорондоо тэнцүү байна. Энэ нь санамсаргүй үр дүн биш юм. Туршлагаас харахад хэрэв биетүүдийн хооронд дулаан солилцоо явагдах юм бол хөргөх биеийн дотоод энерги буурахын хэрээр бүх халаалтын биеийн дотоод энерги нэмэгддэг.

Туршилт хийх үед ихэвчлэн халуун усаар ялгарах энерги нь хүйтэн усаар хүлээн авсан энергиээс их байдаг. Энэ нь энергийн нэг хэсэг нь хүрээлэн буй агаарт, энергийн нэг хэсэг нь ус холилдсон саванд шилждэгтэй холбон тайлбарладаг. Өгөгдсөн болон хүлээн авсан энергийн тэгш байдал нь илүү нарийвчлалтай байх болно алдагдал багатайтуршлага дээр эрчим хүчийг зөвшөөрдөг. Хэрэв та эдгээр алдагдлыг тооцоолж, харгалзан үзвэл тэгш байдал үнэн зөв байх болно.

Асуултууд

1. Халах үед биед хүлээн авсан дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд та юу мэдэх хэрэгтэй вэ?
2. Биеийг халаах, хөргөхөд ялгарах дулааны хэмжээг хэрхэн тооцдогийг жишээгээр тайлбарла.
3. Дулааны хэмжээг тооцоолох томъёог бичнэ үү.
4. Хүйтэн ба холих туршлагаас ямар дүгнэлт хийж болох вэ халуун ус? Практикт эдгээр энерги яагаад тэнцүү биш байна вэ?

Дасгал 8

1. 0.1 кг усны температурыг 10С-аар нэмэгдүүлэхэд хэр их дулаан шаардлагатай вэ?
2. Халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолно уу: a) 1.5 кг жинтэй цутгамал төмрийн температурыг 200 ° C-аар өөрчлөх; б) 20-аас 90 0С хүртэл 50 г жинтэй хөнгөн цагаан халбага; онд) тоосгон задгай зуух 10-аас 40 ° C хүртэл 2 тонн жинтэй.
3. Температур 100-аас 50 хэм хүртэл өөрчлөгдвөл 20 литр эзэлхүүнтэй усыг хөргөх явцад ялгарах дулааны хэмжээ хэд вэ?

Дулааны багтаамжнь 1 градусаар халаахад биед шингэсэн дулааны хэмжээ юм.

Биеийн дулааны багтаамжийг латин том үсгээр тэмдэглэнэ FROM.

Биеийн дулаан багтаамжийг юу тодорхойлдог вэ? Юуны өмнө, түүний массаас. Жишээлбэл, 1 кг ус халаахад 200 грамм халаахаас илүү дулаан шаардагдах нь тодорхой байна.

Ямар төрлийн бодисын талаар? Туршилт хийцгээе. Хоёр ижил савыг авч, тэдгээрийн аль нэгэнд нь 400 гр ус, нөгөө рүү нь асгацгаая. ургамлын тос 400 гр жинтэй, бид ижил шарагчийн тусламжтайгаар халааж эхэлнэ. Термометрийн заалтыг ажигласнаар тос хурдан халж байгааг харах болно. Ус, тосыг ижил температурт халаахын тулд усыг илүү удаан халаах шаардлагатай. Гэхдээ бид усыг удаан халаах тусам шарагчаас илүү их дулааныг авдаг.

Тиймээс ижил массыг халаана янз бүрийн бодисуудИжил температурт өөр өөр дулаан шаардагдана. Биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ, улмаар түүний дулааны багтаамж нь энэ биеийг бүрдүүлсэн бодисын төрлөөс хамаарна.

Жишээлбэл, 1 кг масстай усны температурыг 1 ° C-аар нэмэгдүүлэхийн тулд 4200 Ж-тэй тэнцэх хэмжээний дулаан шаардлагатай бөгөөд ижил массыг 1 ° C-аар халаана. наран цэцгийн тос 1700 Ж-тэй тэнцэх хэмжээний дулаан шаардагдана.

1 кг бодисыг 1ºС-ээр халаахад хэр их дулаан шаардагдахыг харуулсан физик хэмжигдэхүүнийг нэрлэдэг. тодорхой дулаанэнэ бодис.

Бодис бүр өөрийн гэсэн дулааны багтаамжтай бөгөөд үүнийг латин c үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд нэг килограмм градус (J / (кг ° C)) -ээр хэмжигддэг.

Янз бүрийн дүүргэгчийн төлөвт (хатуу, шингэн, хий) ижил бодисын дулааны хувийн багтаамж өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, усны хувийн дулаан багтаамж нь 4200 Ж/(кг ºС), мөсний хувийн дулааны багтаамж нь 2100 Ж/(кг ºС); хатуу төлөвт хөнгөн цагаан нь тодорхой дулаан багтаамжтай 920 Ж / (кг - ° C), шингэн төлөвт - 1080 Ж / (кг - ° C).

Ус нь маш өндөр дулааны багтаамжтай байдаг гэдгийг анхаарна уу. Тиймээс зуны улиралд халж, тэнгис, далай дахь ус агаараас шингэдэг олон тооныдулаан. Үүнээс болж их хэмжээний усны ойролцоо байрладаг газруудад зун уснаас хол газар шиг халуун байдаггүй.

Биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолох эсвэл хөргөх явцад түүнээс ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолох.

Дээр дурдсанаас харахад биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь тухайн биеийг бүрдүүлдэг бодисын төрөл (өөрөөр хэлбэл, түүний дулааны багтаамж) болон биеийн массаас хамаардаг нь тодорхой байна. Дулааны хэмжээ нь бид биеийн температурыг хэдэн градусаар нэмэгдүүлэхээс хамаарна гэдэг нь тодорхой юм.

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

Q= см (t 2 -t 1),

хаана Q- дулааны хэмжээ, в- хувийн дулаан багтаамж; м- биеийн жин, t1- анхны температур, t2- эцсийн температур.

Бие нь халсан үед t2> t1мөн иймээс Q >0 . Биеийг хөргөх үед t 2 ба< t1мөн иймээс Q< 0 .

Хэрэв бүх биеийн дулааны багтаамжийг мэддэг бол FROM, Qтомъёогоор тодорхойлно: Q \u003d C (t 2 - t1).

22) Хайлуулах: тодорхойлолт, хайлах буюу хатууруулах дулааны хэмжээг тооцоолох, хайлалтын хувийн дулаан, t 0 (Q) график.

Термодинамик

Бүлэг молекулын физик, энергийн шилжилт, зарим төрлийн энергийг бусад болгон хувиргах зүй тогтлыг судалдаг. Молекул-кинетик онолоос ялгаатай нь термодинамикийг харгалздаггүй дотоод бүтэцбодис ба микро параметрүүд.

Термодинамик систем

Энэ бол бие биетэйгээ эсвэл хүрээлэн буй орчинтой энерги (ажил эсвэл дулаан хэлбэрээр) солилцдог биетүүдийн цуглуулга юм. Жишээлбэл, цайны ус хөрнө, цайны аягатай ус, хүрээлэн буй орчинтой цайны дулааны солилцоо явагдана. Поршений доорх хийтэй цилиндр: поршений ажил гүйцэтгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд хий нь энерги авч, макро параметрүүд нь өөрчлөгддөг.

Дулааны хэмжээ

тэр эрчим хүч, дулаан солилцооны явцад системээс хүлээн авсан буюу өгсөн . Ямар ч энерги шиг Жоулаар хэмжигдэх Q тэмдгээр тэмдэглэнэ.

Үр дүнд нь янз бүрийн процессуудшилжүүлсэн дулаан дамжуулах энерги нь өөрийн замаар тодорхойлогддог.

Халаалт, хөргөлт

Энэ процесс нь системийн температурын өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. Дулааны хэмжээг томъёогоор тодорхойлно

бүхий бодисын дулааны хувийн багтаамжхалаахад шаардагдах дулааны хэмжээгээр хэмждэг массын нэгжүүдэнэ бодисоос 1К. 1 кг шил эсвэл 1 кг ус халаахад өөр эрчим хүч шаардагдана. Тусгай дулаан багтаамж нь бүх бодисын хувьд аль хэдийн тооцоолсон мэдэгдэж буй утга бөгөөд утгыг физик хүснэгтээс харна уу.

C бодисын дулаан багтаамж- энэ нь биеийн жинг 1К-ээр тооцохгүйгээр халаахад шаардлагатай дулааны хэмжээ юм.

Хайлуулах, талсжих

Хайлах гэдэг нь бодисыг хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилжүүлэх явдал юм. Урвуу шилжилтийг талстжилт гэж нэрлэдэг.

Устгахад зарцуулсан эрчим хүч болор торбодисыг томъёогоор тодорхойлно

Хайлтын тусгай дулаан нь бодис тус бүрийн мэдэгдэж буй утга бөгөөд утгыг физик хүснэгтээс харна уу.

Ууршилт (ууршилт эсвэл буцалгах) ба конденсац

Ууржилт гэдэг нь бодисыг шингэн (хатуу) төлөвөөс хийн төлөвт шилжүүлэх явдал юм. урвуу үйл явцконденсац гэж нэрлэдэг.

Ууршилтын тодорхой дулаан нь бодис бүрийн мэдэгдэж буй утга бөгөөд утгыг физик хүснэгтээс харна уу.

Шатаах

Бодис шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээ

Шаталтын тодорхой дулаан нь бодис бүрийн мэдэгдэж буй утга бөгөөд физик хүснэгтээс утгыг харна уу.

Биеийн хаалттай ба адиабатаар тусгаарлагдсан системийн хувьд дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл хангагдана. Дулаан солилцоонд оролцож буй бүх биетүүдийн өгсөн ба хүлээн авсан дулааны хэмжээнүүдийн алгебрийн нийлбэр нь тэгтэй тэнцүү байна.

Q 1 +Q 2 +...+Q n =0

23) Шингэний бүтэц. гадаргуугийн давхарга. Хүч чадал гадаргуугийн хурцадмал байдал: илрэх жишээ, тооцоолол, гадаргуугийн хурцадмал байдлын коэффициент.

Үе үе ямар ч молекул зэргэлдээх орон зай руу шилжиж болно. Шингэн дэх ийм үсрэлт нь ихэвчлэн тохиолддог; Иймээс молекулууд нь талстууд шиг тодорхой төвүүдтэй холбогддоггүй бөгөөд шингэний бүх эзэлхүүнээр хөдөлж чаддаг. Энэ нь шингэний шингэнийг тайлбарладаг. Ойр зайтай молекулуудын хүчтэй харилцан үйлчлэлийн улмаас тэдгээр нь хэд хэдэн молекул агуулсан орон нутгийн (тогтворгүй) дараалсан бүлгүүдийг үүсгэж болно. Энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг богино хугацааны захиалга(Зураг 3.5.1).

β коэффициент гэж нэрлэдэг температурын коэффициентэзлэхүүний өргөтгөл . Шингэний хувьд энэ коэффициент хатуу бодисоос арав дахин их байна. Усны хувьд, жишээлбэл, 20 ° C-ийн температурт β ≈ 2 10 - 4 K - 1, гангийн хувьд β st ≈ 3.6 10 - 5 К - 1, кварцын шилний хувьд β kv ≈ 9 10 - 6 К - нэг .

Усны дулааны тэлэлт нь дэлхий дээрх амьдралын сонирхолтой бөгөөд чухал аномалитай байдаг. 4 хэмээс доош температурт ус температур буурах тусам өргөсдөг (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

Ус хөлдөх үед томордог тул мөс нь хөлдөж буй усны гадаргуу дээр хөвж үлддэг. Мөсөн доорх хөлдөж буй усны температур 0 ° C байна. Усан сангийн ёроолд ойрхон усны нягт давхаргад температур нь ойролцоогоор 4 ° C байна. Үүний ачаар хөлдөж буй усан сангуудын усанд амьдрал оршин тогтнох боломжтой.

Ихэнх сонирхолтой онцлогшингэн нь оршихуй юм чөлөөт гадаргуу . Шингэн нь хийнээс ялгаатай нь цутгаж буй савны бүх эзэлхүүнийг дүүргэдэггүй. Шингэн ба хий (эсвэл уур) хоёрын хооронд интерфэйс үүсдэг бөгөөд энэ нь шингэний бусад масстай харьцуулахад онцгой нөхцөлд байдаг.Шахалт нь маш бага тул илүү нягт савласан гадаргуутай байдаг гэдгийг санах нь зүйтэй. давхарга нь шингэний эзлэхүүнд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарахгүй. Хэрэв молекул гадаргуугаас шингэн рүү шилжвэл молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч эерэг ажил хийнэ. Эсрэгээр, шингэний гүнээс гадаргуу руу тодорхой тооны молекулыг татахын тулд (жишээ нь шингэний гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх) гадны хүч эерэг ажил хийх ёстой Δ Агадаад, өөрчлөлттэй пропорциональ Δ Сгадаргуугийн талбай:

Системийн тэнцвэрт байдал нь түүний боломжит энергийн хамгийн бага утгатай тохирч байгааг механикаас мэддэг. Үүнээс үзэхэд шингэний чөлөөт гадаргуу нь түүний талбайг багасгах хандлагатай байдаг. Энэ шалтгааны улмаас шингэний чөлөөт дусал бөмбөрцөг хэлбэртэй болдог. Шингэн нь түүний гадаргуу дээр тангенциал байдлаар үйлчилж, энэ гадаргууг багасгаж (агсгаж) байгаа мэт ажилладаг. Эдгээр хүчийг нэрлэдэг гадаргуугийн хурцадмал хүч .

Гадаргуугийн хурцадмал хүч байгаа нь шингэний гадаргууг уян харимхай хальс шиг харагдуулдаг бөгөөд цорын ганц ялгаа нь хальсан дахь уян хатан хүч нь түүний гадаргуугийн талбайгаас (жишээ нь, хальс хэрхэн хэв гажилтаас) хамаардаг бөгөөд гадаргуугийн хурцадмал хүчээс хамаарна. хамааралгүйшингэний гадаргуугийн талбай дээр.

Зарим шингэн, тухайлбал савантай ус нь нимгэн хальс үүсгэх чадвартай байдаг. Бүх алдартай савангийн бөмбөлөгүүд нь зөв бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг - энэ нь мөн гадаргуугийн хурцадмал хүчний үйлчлэлийг илэрхийлдэг. Хэрэв орвол савангийн уусмалнэг тал нь хөдлөх утсан хүрээг буулгаж, дараа нь бүхэлд нь шингэний хальсаар хучих болно (Зураг 3.5.3).

Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь хальсны гадаргууг богиносгох хандлагатай байдаг. Хүрээний хөдлөх талыг тэнцвэржүүлэхийн тулд та түүнд хавсаргах хэрэгтэй гадаад хүчХэрэв хүчний үйл ажиллагааны дор хөндлөвч нь Δ хөдөлдөг x, дараа нь ажил Δ А ext = Фнэмэлт Δ x = Δ Эп = σΔ С, хаана ∆ С = 2ЛΔ xЭнэ нь савангийн хальсны хоёр талын гадаргуугийн талбайн өсөлт юм. Хүчний модулиуд нь ижил тул бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

Тиймээс гадаргуугийн хурцадмал байдлын коэффициент σ-ийг дараах байдлаар тодорхойлж болно гадаргууг хязгаарлах шугамын нэгж уртад үйлчлэх гадаргуугийн хурцадмал хүчний модуль.

Шингэний дусал болон доторх гадаргуугийн хурцадмал хүчний үйл ажиллагааны улмаас савангийн хөөсхэт даралт Δ үүсдэг х. Хэрэв бид оюун ухаанаараа радиусын бөмбөрцөг дуслыг таслав Рхоёр хагас болгон хувааж, дараа нь тэдгээр нь тус бүр нь 2π урттай зүсэлтийн хил дээр хэрэглэсэн гадаргуугийн хурцадмал хүчний нөлөөн дор тэнцвэртэй байх ёстой. Рба π талбайд үйлчлэх хэт даралтын хүч Р 2 хэсэг (Зураг 3.5.4). Тэнцвэрийн нөхцөлийг дараах байдлаар бичнэ

Хэрэв эдгээр хүч нь шингэний молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хүчнээс их байвал шингэн нойтонгадаргуу хатуу бие. Энэ тохиолдолд шингэн нь өгөгдсөн шингэн-хатуу хосын онцлог шинж чанартай зарим хурц өнцөгт θ өнцөгт хатуу биеийн гадаргуу руу ойртдог. θ өнцгийг гэж нэрлэдэг холбоо барих өнцөг . Хэрэв шингэний молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хүч нь хатуу молекулуудтай харилцан үйлчлэх хүчнээс давсан бол контактын өнцөг θ нь мохоо болж хувирна (Зураг 3.5.5). Энэ тохиолдолд шингэнийг хэлнэ нойтон бишхатуу биеийн гадаргуу. At бүрэн чийглэхθ = 0, at бүрэн чийгшүүлэхгүйθ = 180 °.

хялгасан судасны үзэгдлүүджижиг диаметртэй хоолой дахь шингэний өсөлт, бууралт гэж нэрлэдэг - хялгасан судаснууд. Нойтон шингэн нь хялгасан судсаар дамждаг, чийгшдэггүй шингэн нь доошилдог.

Зураг дээр. 3.5.6-д тодорхой радиустай капилляр хоолойг харуулав rдоод үзүүрээр нь доошлуулж ρ нягттай чийгшүүлэх шингэн болж хувирна. Капиллярын дээд төгсгөл нээлттэй байна. Капилляр дахь шингэний өсөлт нь капилляр дахь шингэний баганад үйлчлэх таталцлын хүч үнэмлэхүй утгатай тэнцүү болтол үргэлжилнэ. ФКапиллярын гадаргуутай шингэний хүрэлцэх хилийн дагуу n гадаргуугийн хурцадмал хүч: Ф t = Ф n, хаана Ф t = мг = ρ hπ r 2 g, Ф n = σ2π r cos θ.

Энэ нь:

Бүрэн чийгшүүлэхгүй байх үед θ = 180°, cos θ = –1, тиймээс, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Ус нь цэвэр шилэн гадаргууг бараг бүрэн норгодог. Мөнгөн ус нь эсрэгээрээ шилэн гадаргууг бүрэн чийгшүүлдэггүй. Тиймээс шилэн хялгасан судсан дахь мөнгөн усны түвшин савны түвшнээс доош унадаг.

24) Ууршилт: тодорхойлолт, төрөл (ууршилт, буцалгах), ууршилт ба конденсацын дулааны хэмжээг тооцоолох, ууршилтын хувийн дулаан.

Ууршилт ба конденсац. гэсэн ойлголтод тулгуурлан ууршилтын үзэгдлийн тайлбар молекулын бүтэцбодисууд. Ууршилтын тусгай дулаан. Түүний нэгжүүд.

Шингэнийг уур болгон хувиргах үзэгдлийг нэрлэдэг ууршилт.

Ууршилт - задгай гадаргуугаас үүсэх ууршилтын үйл явц.

Шингэн дэх молекулууд өөр өөр хурдтай. Хэрэв ямар нэгэн молекул шингэний гадаргуу дээр байвал хөрш зэргэлдээх молекулуудын таталцлыг даван туулж, шингэнээс нисч чаддаг. Зугтаж буй молекулууд нь уур үүсгэдэг. Үлдсэн шингэний молекулуудын хурд мөргөлдөх үед өөрчлөгддөг. Энэ тохиолдолд зарим молекулууд шингэнээс нисэх хангалттай хурдыг олж авдаг. Энэ үйл явц үргэлжилж байгаа тул шингэн аажмаар ууршдаг.

*Ууршилтын хурд нь шингэний төрлөөс хамаарна. Эдгээр шингэн нь илүү хурдан ууршдаг бөгөөд үүнд молекулууд бага хүчээр татагддаг.

*Ямар ч температурт ууршилт үүсч болно. Гэхдээ цагт өндөр температурууршилт илүү хурдан болдог .

*Ууршилтын хурд нь түүний гадаргуугийн талбайгаас хамаарна.

*Салхитай (агаарын урсгал) ууршилт хурдан явагддаг.

Ууршилтын үед дотоод энерги буурдаг, учир нь. ууршилтын үед хурдан молекулууд шингэнийг орхидог тул үлдсэн молекулуудын дундаж хурд буурдаг. Энэ нь гаднаас эрчим хүч орж ирэхгүй бол шингэний температур буурдаг гэсэн үг юм.

Уурыг шингэн болгон хувиргах үзэгдлийг нэрлэдэг конденсац. Энэ нь энергийн ялгаралт дагалддаг.

Уурын конденсаци нь үүл үүсэхийг тайлбарладаг. Газрын гадаргаас дээш гарч буй усны уур нь жижиг усны дуслуудаас бүрдэх агаарын дээд хүйтэн давхаргад үүл үүсгэдэг.

Ууршилтын тусгай дулаан - физик. Температурыг өөрчлөхгүйгээр 1 кг масстай шингэнийг уур болгоход хэр их дулаан шаардагдахыг харуулсан хэмжигдэхүүн.

Оуд. ууршилтын дулаан L үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд J / кг-аар хэмжигддэг

Оуд. Усны уурших дулаан: L=2.3×10 6 Ж/кг, спирт L=0.9×10 6

Шингэнийг уур болгоход шаардагдах дулааны хэмжээ: Q = Lm