Калориметрия - Топлината движи света и е от съществено значение за нашето оцеляване. Доказателство за това е огънят, без него не можем да ядем или да се стоплим.
Топлината, под други форми, е незаменима за нашето ежедневие. НА калориметрия изучава тези явления.
Индекс
НА калориметрия това е изучаването на явления, свързани с обмена на топлинна енергия. Този транзит на топлинна енергия се нарича топлина и се дължи на температурата между телата.
Топлината е енергията, прехвърляна от едно тяло в друго, като единствената разлика е температурата между телата. Този трансфер на енергия под формата на топлина се случва от тялото с най-висока температура към тялото с най-ниска температура.
Когато телата са топлоизолирани от външната страна, преносът се извършва, докато се достигнат равни температури на телата, т.е. термично равновесие.
Тялото има вътрешна енергия, а не само топлина. Ето защо само когато се предава енергия, топлината ще съществува.
Енергията, която е под формата на топлина, предизвиква промяна в телесната температура, наречена чувствителна топлина. Когато физическото състояние на тялото се промени, тази енергия се нарича латентна топлина.
Транзитната топлинна енергия има своята величина, наречена количество топлина (Q). Единицата за количество топлина е Джоул (j) според Международната система (SI).
На практика се използва и единицата, наречена калория (кал). Същество:
1 кал = 4.1868 Дж
Специфичната топлина (c) ще бъде пропорционална константа на основното уравнение на калориметрия. Тази стойност зависи пряко от веществото, съществуващо в изследваното тяло.
Специфичната топлина на желязото е 0,00 cal / gº C. Специфичната топлина на течната вода е 1 cal / gº C.
Топлинният капацитет е величина, при която се изчислява масата и веществото, от което е направено тялото.
С = m.c
Като това
C = топлинен капацитет (j / ° C или cal / ° C)
m = маса (kg или g)
c = специфична топлина (J / kgº C или вар / gº C)
1,5 кг вода се поставят в тиган със стайна температура (20 ° С). При нагряване температурата на водата се повишава до 85 ° C. Като се има предвид, че специфичната топлина е 1 cal / gº C.
Изчисляват се количеството топлина, получено от водата, за да достигне тази температура, и топлинният капацитет на тази част от водата. За да разрешим този случай, трябва да заменим всички стойности в основното уравнение на калориметрия.
Вниманието към единството е много важно. Масата на водата се отчита в килограми. Тъй като специфичната топлинна единица е в cal / gº C.
Възможно е да се изчисли количеството топлина, получено или предадено на тяло, което е променило своето физическо състояние.
Докато това тяло получава тази енергия, променяйки фазите, температурата му е постоянна. Тази латентна топлина е следната формула:
Q = m. L
Q = количество топлина (J или вар)
m = маса (kg или g)
L = латентна топлина (J / kg или кал / g)
Колко топлина е необходима, за да може 600 кг блок лед при 0 ° C да се превърне във вода при тази температура? Трябва да се има предвид, че латентната топлина на топящия се лед е 80 кал / g.
За това изчисление заменете стойностите на формулата, като не забравяте да преобразувате мерните единици:
m = 600 kg = 600 000 g
L = 80 кал / gº C
Q = 600 000. 80 = 48 000 000 кал = 48 000 ккал
Когато две или повече тела обменят топлина, този топлообмен ще се осъществи по такъв начин, че тялото с по-висока температура ще прехвърли тази топлинна енергия на тялото с по-ниска температура.
В изолирани топлинни системи тези топлообмени ще се извършват, докато се установи топлинният баланс между тях. Крайната температура ще бъде еднаква между телата. И когато този етап е достигнат, общата енергия се запазва.
Това е времето, когато се извършва пренос на топлина от едно тяло в друго.
Разпространението на топлината се осъществява по три различни начина:
Топлинната проводимост, изследвана в калориметрията, се случва, когато има разпространение на топлина чрез термично разбъркване, което се случва в атоми и молекули.
Тази възбуда се предава на тялото, стига да има разлика в температурата между тях. Важно е да се подчертае, че за да се случи това предаване на топлинна енергия, т.е. топлина, е необходим материал, който да бъде проводник. Те обикновено са твърди вещества или течности.
Има материали, които улесняват това провеждане. Сред тях има метали. Има и топлоизолатори, които провеждат топлината несъвършено. Те ще бъдат дърво, корк и стиропор.
Пример за тази топлопроводимост може да бъде камината с алуминиева лъжица. Лъжицата се загрява много бързо, дори може да ни изгори ръката.
Ето защо лъжицата има дърво или специфични материали там, където ги държим, за да се избегнат изгаряния.
Термичната конвекция е пренос на топлина по време на транспортирането на нагрят материал поради разликата в плътността. Това се случва в течни и газообразни тела (газове).
Когато веществото се нагрява, плътността на това тяло намалява. Тази промяна в плътността на тялото създава движение в газообразното или течното тяло.
Частта, която е била нагрята, ще се издигне, а по-плътната част на тялото ще се спусне, като по този начин ще създаде движение в течността или газа. Това се нарича конвекционни токове.
Това точно обяснява нагряването на вода в тенджера. Чрез тези конвективни течения се издига най-горещата вода и се спуска най-студената, която би била най-плътна.
Термичното облъчване пренася топлината чрез електромагнитни вълни. Това предаване на топлинна енергия не се нуждае от материална среда, за да могат телата да получат тази енергия.
Пример за това е слънчевата радиация на нашата планета, тук телата не са в контакт.
Когато тялото се удари, част от радиацията се абсорбира и тази част се отразява. Количеството абсорбирано лъчение ще увеличи кинетичната енергия на молекулите на тялото.
Когато телата са тъмни, те поглъщат повече лъчение, което е върху тях. Докато леките тела имат тенденция да отразяват това излъчване.
Абонирайте се за нашия имейл списък и получавайте интересна информация и актуализации във вашата пощенска кутия
Благодаря, че се регистрирахте.
