La calor - és ... Quina és la quantitat de calor alliberada durant la combustió?

Totes les substàncies tenen una energia interna. Aquest valor es caracteritza per una sèrie de propietats físiques i químiques, entre les quals s'ha de prestar especial atenció a la calor. Aquest valor és un valor matemàtic abstracte que descriu la força de substància interacció molecular. Comprendre el mecanisme d'intercanvi de calor pot ajudar a respondre a la pregunta, què quantitat de calor alliberat durant el refredament i calefacció substàncies i la seva combustió.

La història del descobriment de calor

Inicialment, el fenomen de transferència de calor descrit és molt simple i clara: si la temperatura del material s'eleva, es posa la calor, i en el cas de la refrigeració, s'assigna al medi ambient. No obstant això, la calor - no es considera un component del fluid o el cos es pensava fa tres segles. La gent ingènuament creien que la substància consisteix en dues parts: les molècules i calidesa. Ara pocs recorden que el terme "temperatura" en llatí significa una "barreja", i, per exemple, un bronze parlat de com "temperatura d'estany i coure".

Al segle 17 va haver-hi dues hipòtesis que podrien explicar clarament el fenomen de la transferència de calor i la calor. Va proposar per primera vegada en 1613, Galileu. La seva redacció era: "La calor - és una substància poc comú que pot penetrar en qualsevol de cos i fora d'ells." Galileu va cridar a aquesta substància calòrica. Va argumentar que el calòric no pot desaparèixer o ser destruït, i només és capaç de passar d'un cos a un altre. Per tant, el més en substància calòrica, més gran és la seva temperatura.

La segona hipòtesi es va produir en 1620, i hi va oferir al filòsof Bacon. Ha indicat que sota els cops poderosos del martell de la planxa s'escalfa. Aquest principi operat i alimentant el foc per fricció, cansalada portar a pensar en la naturalesa molecular de calor. Va afirmar que l'acció mecànica sobre el cos de les seves molècules comencen a vèncer a un contra l'altre, per augmentar la velocitat de circulació i amb això elevar la temperatura.

El resultat va ser la conclusió de la segona hipòtesi que la calor - el resultat de substàncies moleculars d'acció mecànica entre si. Aquesta teoria durant un llarg període de temps tractant de justificar i demostrar la Lomonosov experimentalment.

La calor - que és una mesura de l'energia interna,

Els erudits moderns han arribat a la següent conclusió: l'energia tèrmica és el resultat de la interacció entre les molècules de la matèria, és a dir, .. L'energia interna del cos. velocitat de les partícules depèn de la temperatura i el valor de calor és directament proporcional a la massa de la substància. Per exemple, una galleda d'aigua té una energia de calor més alta que la copa plena. No obstant això platet amb líquid calent pot tenir menys calor que la conca fred.

teoria del calòric, que va ser proposada al segle 17, Galileu, els científics han refutat J. i B. Joel Rumford. Ells demostrat que la calor no té cap pes i es caracteritza exclusivament pel moviment mecànic de les molècules.

Quina és la quantitat de calor alliberada durant la combustió de la substància? calor específica de combustió

Fins a la data, les fonts d'energia versàtil i àmpliament utilitzats són la torba, petroli, carbó, gas natural o fusta. La combustió d'aquestes substàncies s'assigna una certa quantitat de calor s'utilitza per a la calefacció, iniciar mecanismes i similars. D. Com es pot calcular aquest valor en la pràctica?

Per aquest concepte s'introdueix calor específica de combustió. Aquest valor depèn de la quantitat de calor que s'allibera durant la combustió d'1 kg d'una determinada substància. Es designa amb la lletra q i es mesura en J / kg. A continuació es mostra una taula de valors de q alguns dels tipus més comuns de combustible.

Enginyer la construcció i motors de càlcul necessiten saber la quantitat de calor alliberada durant la combustió d'una certa quantitat de substància. Per a això podem utilitzar mesuraments indirectes per la fórmula Q = qm, on Q - és el valor calorífic de la substància, q - calor específica de combustió (valor de la taula), i m - una massa donada.

formació de calor durant la combustió es basa en el fenomen de l'alliberament d'energia en la formació d'enllaços químics. L'exemple més simple és la combustió de carboni que està contingut en qualsevol dels tipus de combustibles moderns. Carbon es crema en presència d'aire i es combina amb l'oxigen per formar diòxid de carboni. La formació d'enllaços químics es produeix amb l'alliberament d'energia tèrmica en el medi ambient, i l'energia de la persona adaptat per utilitzar per als seus propis fins.

Per desgràcia, la despesa imprudent dels recursos valuosos, com ara l'oli o la torba, aviat podria donar lloc a l'esgotament de les fonts de producció d'aquests combustibles. Ja en l'actualitat hi aparells elèctrics i models de cotxes nous, fins i tot, que es basen en fonts d'energia alternatives, com la llum solar, l'aigua o l'energia de l'escorça terrestre.

transferència de calor

La capacitat d'intercanviar energia tèrmica dins del cos o d'un cos a un altre s'anomena la transferència de calor. Aquest fenomen es produeix de forma espontània i es produeix només quan les diferències de temperatura. En el cas més simple, l'energia tèrmica es transfereix des d'una més escalfa a un cos menys escalfa fins que fins que s'estableixi l'equilibri.

Cos opcionalment ser extern a l'produir el fenomen de transferència de calor. En qualsevol cas, l'establiment de l'equilibri es pot produir ia una curta distància entre aquests objectes, però a un ritme més lent que quan estan en contacte.

La transferència de calor es pot dividir en tres tipus:

1. La conductivitat tèrmica.

2. convecció.

3. L'intercanvi radiant.

conductivitat tèrmica

Aquest fenomen es basa en la transferència d'energia tèrmica entre els àtoms o molècules de la matèria. Causa de transmissió - moviment aleatori de les molècules i la seva col·lisió constant. El que la calor es transfereix d'una molècula a una altra cadena.

Veure fenomen de conducció de calor pot ignició de qualsevol material de ferro quan la superfície d'eritema s'estén suaument i poc a poc atenua (una certa quantitat de calor s'allibera en el medi ambient).

J. Fourier deriva una fórmula per al flux de calor, que ha recollit totes les quantitats que afecten el grau de material de conducció de calor (veure. Figura següent).

En aquesta fórmula, Q / t - flux de calor, λ - coeficient de conductivitat tèrmica, S - àrea de secció transversal, T / X - la relació de la diferència de temperatura entre l'extrem del cos situat a una certa distància.

La conductivitat tèrmica és el valor tabulat. Té valor pràctic per a l'aïllament d'una casa o aïllament de l'equip.

calor radiant

Una altra forma de calor, que es basa en el fenomen de la radiació electromagnètica. Es diferencia de la convecció i la conducció de calor és que la transferència d'energia pot ocórrer en l'espai buit. No obstant això, com en el primer cas, hi ha d'haver una diferència de temperatura.

intercanvi Radiant - és un exemple de la transferència d'energia tèrmica del sol a la superfície de la terra, que és responsable de la radiació preferentment d'infrarojos. Per determinar la quantitat de calor arriba a la superfície de la terra, es van construir nombroses estacions que monitoritzen el canvi de l'indicador.

convecció

moviment de flux d'aire de convecció està directament relacionat amb el fenomen de transferència de calor. No importa quant calor es va informar d'un líquid o un gas, les molècules de solut comencen a moure més ràpid. A causa d'això, la pressió de tot el sistema es redueix i la quantitat de, per contra, augmenta. Aquesta és la raó per la qual el moviment d'aire calent o un altre gas flueix cap amunt.

L'exemple més simple d'utilització del fenomen de la convecció en la calefacció d'espai de la casa es pot trucar a través de les bateries. Estan situats a la part inferior de l'habitació no és tan, i per escalfar l'aire que va anar augmentant, que condueix al corrent de circulació a través de l'habitació.

Com es pot mesurar la quantitat de calor?

La calor de la calefacció o refrigeració es calcula matemàticament utilitzant un dispositiu especial - calorímetre. Instal·lació aïllats representats per un gran recipient ple d'aigua. un termòmetre per mesurar la temperatura inicial del medi es baixa en el líquid. Després es submergeix en el cos d'aigua escalfada a calcular el canvi de temperatura del fluid després de l'establiment de l'equilibri.

En augmentar o disminuir la t mig es determina, la quantitat de calor per escalfar el cos per ser gastat. El calorímetre és un dispositiu simple que pot registrar el canvi de temperatura.

A més, l'ús d'un calorímetre pot calcular la quantitat de calor alliberada durant la combustió de materials. Amb aquesta finalitat, un recipient ple d'aigua, col·loca "la bomba". Aquesta "bomba" és un recipient tancat en el qual es troba la substància d'assaig. Per a aquest resumir elèctrodes especials per a la ignició i la càmera s'omple amb l'oxigen. Després d'agent de combustió completa gravat canvi en la temperatura de l'aigua.

Durant aquests experiments van establir que les fonts de calor són reaccions químiques i nuclears. Les reaccions nuclears produeixen en les capes més profundes de la Terra, formant el subministrament de calor principal de tot el planeta. Ells també són utilitzats per l'home per produir energia durant la fusió.

Exemples de reaccions químiques estan cremant substàncies i descomposició de polímers de monòmers en el sistema digestiu humà. La qualitat i quantitat dels enllaços químics en la molècula determina quant calor es destaquen en el final.

El que es mesura per la calor?

La unitat del mesurament de calor en el sistema SI és el joule (J). A més, les unitats no pertanyents al SI s'utilitzen en la vida quotidiana - calories. 1 caloria igual a 4,1868 J i l'estàndard internacional basat en 4184 J. termoquímica. A principis complert BTU unitat tèrmica britànica, que poques vegades s'ha utilitzat pels científics. 1 BTU = 1,055 J.