Värmen - det är ... Vad är den mängd värme som frigörs vid förbränningen?

Alla ämnen har en inre energi. Detta värde kännetecknas av ett antal fysikaliska och kemiska egenskaper, bland vilka särskild uppmärksamhet bör ägnas åt värmen. Detta värde är en abstrakt matematisk värde som beskriver styrkan av molekylär interaktion substans. Förstå värmeväxlingsmekanism kan hjälpa till att svara på frågan, vad mängd värme som frigörs under kylning och uppvärmnings substanser och deras förbränning.

Historien om upptäckten av värme

Initialt, är mycket enkel och tydlig värmeöverförings beskrivna fenomenet: om temperaturen hos materialet ökar, blir det värmen, och i fallet med kylning, allokerar det det för miljön. Men värmen - det är inte anses vara en del av vätskan eller kroppen ansågs tre århundraden sedan. Folk trodde naivt att ämnet består av två delar: molekyler och värme. Nu få komma ihåg att termen "temperatur" på latin betyder en "blandning", och, till exempel, en brons omtalas som "tenn och koppar temperatur".

I den 17: e-talet fanns det två hypoteser som tydligt kan förklara fenomenet värme och värmeöverföring. Först föreslogs i 1613, Galileo. Ordalydelsen var: "Värmen - är det ett ovanligt ämne som kan tränga in i någon av kroppen och ut ur dem." Galileo som heter detta ämne kalori. Han hävdade att kalori inte kan försvinna eller förstöras, och endast kan röra sig från en kropp till en annan. Följaktligen, desto mer av kalori substans, desto högre dess temperatur.

Den andra hypotesen kom 1620, och erbjöd den till filosofen Bacon. Han noterade att under de kraftiga slagen av hammaren järnet värms upp. Denna princip drivs och bränslepåfyllning elden genom friktion, ledde Bacon att tänka på molekylära karaktären av värme. Han hävdade att den mekaniska verkan på kroppen av dess molekyler börja slå mot varandra, för att öka rörelsehastigheten och därigenom höja temperaturen.

Resultatet blev slutsatsen av den andra hypotesen att värma - resultatet av mekanisk action molekylära ämnen med varandra. Denna teori under en lång tid att försöka rättfärdiga och bevisa Lomonosov experimentellt.

Värmen - är det ett mått på inre energi,

Moderna forskare har kommit fram till följande slutsats: värmeenergin är ett resultat av samverkan mellan molekylerna av materia, det vill säga .. Den inre energi i kroppen. Partikelhastigheten beror på temperaturen och värmevärdet är direkt proportionell mot massan av ämne. Till exempel, har en hink med vatten en högre värmeenergi än den fyllda koppen. Dock fat med varm vätska kan ha mindre värme än den kalla bassängen.

CALORIC, vilket föreslogs i den 17: e århundradet, Galileo, har forskare vederlagt J. Joel och B. Rumford. De visade att värmen inte har någon vikt och kännetecknas uteslutande genom mekanisk rörelse av molekylerna.

Vad är den mängd värme som frigörs vid förbränning av ämnet? Specifik förbränningsvärme

Hittills mångsidiga och mest använda energikällor är torv, olja, kol, naturgas eller trä. Förbränningen av dessa ämnen är tilldelad en viss mängd värme används för uppvärmning, starta mekanismer och liknande. D. Hur kan beräkna detta värde i praktiken?

För detta koncept införs förbränning specifika värme. Detta värde beror på den mängd värme som frigörs vid förbränning av 1 kg av en viss substans. Den betecknas med bokstaven q och mäts i J / kg. Nedan följer en tabell över värden på q några av de vanligaste typerna av bränsle.

Konstruera konstruktionen och beräkningsmotorer behöver veta den mängd värme som frigörs under förbränningen av en viss mängd substans. För detta kan vi använda indirekta mätningar av formeln Q = qm, där Q - är värmevärdet hos ämnet, q - specifik förbränningsvärme (tabellvärdet), och m - en given massa.

Värmebildning under förbränning är baserad på fenomenet med energifrisättning i bildningen av kemiska bindningar. Det enklaste exemplet är förbränning av kol som finns i någon av de typer av moderna bränslen. Kol bränns i närvaro av luft och kombineras med syre för att bilda koldioxid. Bildandet av kemiska bindningar sker med frigörande av värmeenergi i miljön och energin hos den person anpassad att använda för sina egna syften.

Tyvärr kan vårdslös utgifterna för värdefulla resurser såsom olja eller torv, snart leda till utarmning av källor för produktion av dessa bränslen. Redan idag finns det elektriska apparater och även nya bilmodeller, som är baserade på alternativa energikällor som sol, vatten eller energi i jordskorpan.

värmeöverföring

Möjligheten att utbyta termisk energi i kroppen eller från en kropp till en annan kallas värmeöverföringen. Detta fenomen uppträder spontant och uppträder endast när temperaturskillnader. I det enklaste fallet, är den termiska energin överförs från en mer uppvärmd till en mindre uppvärmd kropp tills dess att jämvikt etableras.

Kropp eventuellt vara utanför värmeöverförings fenomen inträffade. I alla händelser, kan upprättandet av jämvikten inträffa och ett kort avstånd mellan dessa objekt, men i en långsammare takt än när de är i kontakt.

Värmeöverföring kan delas in i tre typer:

1. Värmeledningsförmåga.

2. Konvektion.

3. Strålnings utbyte.

värmeledningsförmåga

Detta fenomen är baserad på överföring av värmeenergi mellan atomerna eller molekyler av materia. Orsaken till överföring - slumpmässig rörelse av molekyler och deras ständiga kollision. Varigenom värme överförs från en molekyl till en annan kedja.

Titta värmeledning fenomen kan antändning av något järn materialet när erytem ytan sträcker sig jämnt och gradvis dämpar (en viss mängd värme släpps ut i miljön).

J. Fourier härleds en formel för värmeflöde, som har samlat alla de kvantiteter som påverkar graden av värmeledningsmaterial (se Fig. Nedan).

I denna formel, Q / t - värmeflöde, λ - termisk ledningskoefficient, S - tvärsnittsarea, T / X - förhållandet mellan temperaturskillnaden mellan kroppen ände belägen på ett visst avstånd.

Värmekonduktivitet är tabellvärdet. Det har praktiskt värde för isolering av ett hus eller isolering utrustning.

strålningsvärme

Ett annat sätt att värma, som är baserad på fenomenet elektromagnetisk strålning. Den skiljer sig från konvektion och värmeledning är att energiöverföring kan ske i vakuumutrymmet. Men som i det första fallet, måste det finnas en temperaturskillnad.

Strålningsutbyte - är ett exempel på överföring av värmeenergi från solen till jordens yta, vilken är ansvarig för företrädesvis infraröd strålning. För att avgöra hur mycket värme når jordytan, de byggde ett flertal stationer som övervakar förändringen i indikatorn.

konvektion

Konvektionsluft flödesrörelsen är direkt relaterad till värmeöverförings fenomen. Oavsett hur mycket värme vi rapporterade en vätska eller gas, lösta molekyler börjar gå snabbare. På grund av detta, är trycket i hela systemet minskas och mängden av, tvärtom, ökar. Detta är anledningen till att den fria rörligheten för varm luft eller annan gas strömmar uppåt.

Det enklaste exemplet på användning av fenomenet konvektion i hemmet uppvärmning kan kallas via batterier. De ligger på botten av rummet är inte bara så, och att värma upp luften som skulle stiga, vilket leder till cirkulationsflödet genom rummet.

Hur kan man mäta mängden värme?

Värmen från värme eller kyla beräknas matematiskt med hjälp av en speciell anordning - kalorimeter. Installerar isolerad representeras av ett stort kärl fyllt med vatten. en termometer för att mäta den initiala temperaturen av mediet sänks i vätskan. Doppades därefter i vatten uppvärmt organ för att beräkna förändringen vätsketemperaturen efter upprättandet av jämvikt.

Genom ökning eller minskning mediet t bestäms, att den värmemängd för upphettning av kroppen förbrukas. Kalorimetern är en enkel anordning som kan registrera temperaturförändringen.

Dessutom kan med hjälp av en kalorimeter beräkna hur mycket av den värme som frigörs vid förbränning av material. För detta ändamål ett kärl fyllt med vatten, placeras "bomben". Denna "bomb" är ett slutet kärl där testämnet befinner sig. Till detta summeras speciella elektroder för antändning och kammaren är fylld med syre. Efter fullständig förbränning medel inspelad förändring i vattentemperaturen.

Under dessa experiment fastställde att värmekällorna är kemiska och kärnreaktioner. Kärnreaktioner inträffar i de djupare skikten av jorden, som bildar huvudvärmetillförseln av hela planeten. De används också av människan för att producera energi under fusion.

Exempel på kemiska reaktioner är brännande ämnen och sönderdelning av polymerer till monomerer i människans matsmältningssystem. Kvaliteten och mängden av de kemiska bindningarna i molekylen avgör hur mycket värme kommer att stå ut i slutändan.

Vad mäts av värmen?

Enheten av värmemätning i SI-systemet är joule (J). Dessutom är icke-SI-enheter som används i vardagen - kalori. 1 kalori lika med 4,1868 J och den internationella standarden baserat på 4184 J. termokemi. Tidigare träffade brittiska värmeenhet BTU, som sällan har används av forskare. 1 BTU = 1,055 J.