قياس السعرات الحرارية - الحرارة تحرك العالم وهي ضرورية أيضًا لبقائنا على قيد الحياة. والدليل على ذلك هو النار ، فبدونها لا نستطيع أن نأكل ولا نتدفأ.
الحرارة ، بأشكال أخرى ، لا غنى عنها في حياتنا اليومية. ال قياس السعرات الحرارية يدرس هذه الظواهر.
فهرس
ال قياس السعرات الحرارية إنها دراسة الظواهر المتعلقة بتبادل الطاقة الحرارية. يسمى هذا العبور للطاقة الحرارية بالحرارة ويحدث بسبب درجة الحرارة بين الأجسام.
الحرارة هي الطاقة المنقولة من جسم إلى آخر ، والفرق الوحيد هو درجة الحرارة بين الأجسام. يحدث هذا النقل للطاقة على شكل حرارة من الجسم ذي أعلى درجة حرارة إلى الجسم مع أدنى درجة حرارة.
عندما تكون الأجسام معزولة حرارياً من الخارج ، يحدث النقل حتى يتم الوصول إلى درجات حرارة متساوية للجسم ، أي التوازن الحراري.
الجسم لديه طاقة داخلية لا يسخن نفسه. لهذا السبب لا توجد الحرارة إلا عندما تنتقل الطاقة.
تنتج الطاقة ، التي تكون على شكل حرارة ، تغيرًا في درجة حرارة الجسم يسمى الحرارة المعقولة. عندما تتغير الحالة الفيزيائية للجسم ، تسمى هذه الطاقة بالحرارة الكامنة.
الطاقة الحرارية العابرة لها حجم يسمى مقدار الحرارة (Q). وحدة كمية الحرارة هي الجول (ي) وفقًا للنظام الدولي (SI).
في الممارسة العملية ، يتم أيضًا استخدام الوحدة المسماة calorie (cal). يجرى:
1 كالوري = 4.1868 جول
ستكون الحرارة النوعية (ج) هي ثابت نسبة المعادلة الأساسية لـ قياس السعرات الحرارية. تعتمد هذه القيمة بشكل مباشر على المادة الموجودة في الجسم المراد دراستها.
الحرارة النوعية للحديد هي 0.00 كالوري / غم. الحرارة النوعية للماء السائل هي 1 كالوري / غم.
السعة الحرارية هي الكمية التي يتم فيها حساب الكتلة والمادة التي يتكون منها الجسم.
ج = مك
كن
C = السعة الحرارية (j / درجة مئوية أو كال / درجة مئوية)
م = الكتلة (كجم أو جم)
c = حرارة محددة (J / kgº C أو الجير / gº C)
تم وضع 1.5 كجم من الماء في مقلاة عند درجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية). عند التسخين ، ترتفع درجة حرارة الماء إلى 85 درجة مئوية. مع الأخذ في الاعتبار أن الحرارة النوعية هي 1 كالوري / غرام م.
يتم حساب كمية الحرارة التي يتلقاها الماء للوصول إلى درجة الحرارة هذه والسعة الحرارية لذلك الجزء من الماء. لحل هذه الحالة ، علينا استبدال جميع القيم في المعادلة الأساسية لـ قياس السعرات الحرارية.
الاهتمام بالوحدة مهم جدا. تم الإبلاغ عن كتلة الماء بالكيلوجرام. نظرًا لأن وحدة الحرارة المحددة في cal / gº C.
من الممكن حساب كمية الحرارة المتلقاة أو المنقولة إلى الجسم الذي غيّر حالته الفيزيائية.
بينما يتلقى هذا الجسم هذه الطاقة ، يتغير الأطوار ، تكون درجة حرارته ثابتة. هذه الحرارة الكامنة هي الصيغة التالية:
س = م. إل
س = مقدار الحرارة (J أو الجير)
م = الكتلة (كجم أو جم)
L = الحرارة الكامنة (J / kg أو cal / g)
ما مقدار الحرارة اللازم لتحويل كتلة من الجليد يبلغ وزنها 600 كجم عند درجة حرارة 0 درجة مئوية إلى ماء عند درجة الحرارة تلك؟ يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الحرارة الكامنة لذوبان الجليد تبلغ 80 كالوري / غرام.
بالنسبة لهذا الحساب ، استبدل قيم الصيغة ، مع عدم نسيان تحويل الوحدات:
م = 600 كجم = 600000 جم
L = 80 كالوري / غم
س = 600000. 80 = 48000.000 كالوري = 48000 كيلو كالوري
عندما يتبادل جسمان أو أكثر الحرارة ، فسيحدث هذا الانتقال الحراري بطريقة تجعل الجسم ذي درجة الحرارة الأعلى ينقل هذه الطاقة الحرارية إلى الجسم بدرجة حرارة منخفضة.
في الأنظمة الحرارية المعزولة ، ستحدث هذه التبادلات الحرارية حتى يتم إنشاء التوازن الحراري بينهما. ستكون درجة الحرارة النهائية هي نفسها بين الجسمين. وعندما يتم الوصول إلى هذه المرحلة ، يتم الحفاظ على إجمالي الطاقة.
إنه الوقت الذي يحدث فيه انتقال الحرارة من جسم إلى آخر.
يحدث انتشار الحرارة بثلاث طرق مختلفة:
يحدث التوصيل الحراري المدروس في قياس المسعر عندما يكون هناك انتشار للحرارة من خلال التحريض الحراري الذي يحدث في الذرات والجزيئات.
ينتقل هذا الإثارة إلى الجسم طالما أن هناك اختلافًا في درجة الحرارة بينهما. من المهم التأكيد على أنه لكي يحدث هذا النقل للطاقة الحرارية ، أي الحرارة ، هناك حاجة إلى مادة لتكون الموصل. عادة ما تكون مواد صلبة أو سوائل.
هناك مواد تجعل هذا التوصيل أسهل. من بينها المعادن. هناك أيضًا عوازل حرارية ، والتي تنقل الحرارة بشكل غير كامل. ستكون من الخشب والفلين والستايروفوم.
مثال على حرارة التوصيل هذه هو وعاء النار بملعقة من الألومنيوم. تسخن الملعقة بسرعة كبيرة ، حتى أنها قد تحرق أيدينا.
لهذا السبب تحتوي الملعقة على خشب أو مواد معينة في المكان الذي نحتفظ به بها ، لتجنب الحروق.
الحمل الحراري هو انتقال الحرارة أثناء نقل المواد الساخنة بسبب الاختلاف في الكثافة. يحدث هذا في الأجسام السائلة والغازية (الغازات).
عندما يتم تسخين المادة ، تقل كثافة هذا الجسم. هذا التغيير في كثافة الجسم يخلق حركة داخل الجسم الغازي أو السائل.
يرتفع الجزء الذي تم تسخينه وينخفض الجزء الأكثر كثافة من الجسم ، مما يخلق حركة داخل السائل أو الغاز. وهذا ما يسمى بتيارات الحمل الحراري.
هذا يفسر بدقة تسخين الماء في وعاء. من خلال تيارات الحمل هذه ، ترتفع المياه الأكثر سخونة وتنخفض أبردها ، والتي ستكون الأكثر كثافة.
ينقل الإشعاع الحراري الحرارة من خلال الموجات الكهرومغناطيسية. لا يحتاج نقل الطاقة الحرارية هذا إلى وسيط مادي للأجسام لاستقبال هذه الطاقة.
مثال على ذلك هو الإشعاع الشمسي على كوكبنا ، هنا الأجسام ليست على اتصال.
عند إصابة الجسم ، يتم امتصاص بعض الإشعاع وينعكس هذا الجزء. ستزيد كمية الإشعاع الممتصة من الطاقة الحركية لجزيئات الجسم.
عندما تكون الأجساد مظلمة ، فإنها تمتص المزيد من الإشعاع الموجود عليها. بينما تميل الأجسام الضوئية إلى عكس هذا الإشعاع.
اشترك في قائمة البريد الإلكتروني الخاصة بنا واحصل على معلومات وتحديثات مثيرة للاهتمام في صندوق البريد الإلكتروني الخاص بك
شكرا لتسجيلك.