Təhsil:Orta təhsil və məktəblər

İstilik ... Yanma zamanı nə qədər istilik çıxacaq?

Bütün maddələr daxili enerjiyə malikdir. Bu dəyər bir sıra fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlər ilə xarakterizə olunur ki, bunlar arasında istilikə xüsusi diqqət yetirilməlidir. Bu dəyər maddə molekullarının qarşılıqlı təsir qüvvələrini təsvir edən abstrakt bir riyazi dəyərdir. İstilik mübadiləsinin mexanizmini anlamaq, maddələrin soyulması və qızdırılması və yanma zamanı nə qədər istilik yayıldığı sualına cavab verməyə kömək edə bilər.

İstilik fenomeni kəşf tarixi

İlkin olaraq, istilik köçürməsinin fenomeni çox sadə və aydın şəkildə təsvir edilmişdir: əgər maddənin temperaturu yüksəlirsə, istilik olur və soyutma zamanı ətraf mühitə buraxır. Bununla belə, istilik, üç yüz il əvvəl düşündüyü kimi, sözügedən mayenin və ya cismin tərkib hissəsidir. İnsanlar naively maddənin iki hissədən ibarət olduğuna inanırdı: öz molekulları və istilik. İndi çox az adam Latın dilində "temperatur" termini "qarışıq" deməkdir və məsələn bronzdan "qalay və mis temperaturu" kimi danışırdı.

17-ci əsrdə istilik və istilik köçürməsinin fenomenini izah edə biləcək iki hipotez ortaya çıxdı. Galileo tərəfindən 1613-cü ildə təklif edilən ilk. Onun təsviri belədir: "İstilik hər hansı bir bədənə nüfuz edən və çıxmaq üçün qeyri-adi bir maddədir." Galileo bu maddənin istiliyini çağırdı. O, istiliyin yox olmağı və ya məhv edilə bilməyəcəyini iddia etdi, ancaq bir bədəndən digərinə hərəkət edə bildi. Buna görə, maddədə daha çox istilik, daha yüksək olan temperaturu.

İkinci hipotez 1620-ci ildə ortaya çıxdı və filosof Bekon bunu təklif etdi. O, güclü çəkic zərbələrində dəmirin qızdırıldığını gördü. Bu prinsip yanğın sürtünmə ilə yanarkən Bacon'u istilik molekulyar təbiət ideyasına yönəltdi. Onun fikrincə, molekulların bədənində mexaniki bir hərəkət bir-birinə qarşı mübarizə apararkən, hərəkət sürətini artırır və bununla da temperatur artır.

İkinci hipotezin nəticəsi olaraq, istilik bir-biri ilə maddələrin molekullarının mexanik təsirinin nəticəsidir. Lomonosov bu nəzəriyyəni uzun müddət sübut etməyə çalışdı.

İstilik bir maddənin iç enerji ölçüsüdür

Müasir elm adamları aşağıdakı nəticəyə gəlmişlər: istilik enerjisi maddənin molekullarının qarşılıqlı təsirinin, yəni orqanın daxili enerjisinin nəticəsidir . Partiküllərin sürəti temperaturdan asılıdır və istiliyin böyüklüyü maddənin kütləsi ilə mütənasibdir. Beləliklə, bir kova su dolu kubadan daha çox istilik enerjisinə malikdir. Bununla birlikdə, isti maye olan bir qaynaq soyuq bir havzadan daha az istilik ola bilər.

XVII əsrdə Galileo tərəfindən təklif olunan istilik nəzəriyyəsi alimlər J. Joule və B. Rumford tərəfindən təkzib edilmişdir. Onlar istilik enerjisinin heç bir kütləə malik olmadığını və yalnız molekulların mexaniki hərəkətləri ilə xarakterizə etdiyini sübut etdi.

Maddə yanarkən nə qədər istilik çıxacaq? Yanma xüsusi istilik

Bu günə qədər universal və geniş istifadə olunan enerji mənbələri torf, neft, kömür, təbii qaz və ya ağacdır. Bu maddələrin yandırılması zamanı istilik, tetikleme mexanizmləri və s. Üçün istifadə olunan müəyyən bir istilik sərbəstdir. Bu dəyər praktikada necə hesablana bilər?

Bu məqsədlə yanma xüsusi istilik anlayışı təqdim edilir . Bu dəyər 1 kq müəyyən bir maddə yandırıldıqda sərbəst buraxılan istilik miqdarından asılıdır. Q məktubu ilə göstərilən və J / kq ilə ölçülür. Aşağıda bəzi ən çox yayılmış yanacaqların q dəyərlərinin bir cədvəlidir.

Mühərriklər, mühərriklərin istehsalı və hesablanmasında müəyyən bir maddə yandırdığında nə qədər istidən çıxacağını bilməli. Bunun üçün dolayı ölçmələr Q = qm formulundan istifadə edilə bilər, burada Q - maddənin yanma temperaturu, q - yanma xüsusi temperaturu (tabulyasiya dəyəri) və m - müəyyən kütlədir.

Yanma zamanı istilik yaranması kimyəvi əlaqələrin formalaşması zamanı enerji azadlığının fenomeninə əsaslanır. Ən sadə nümunə hər hansı bir müasir yanacağın tərkibində olan karbonun yanmasıdır. Karbon havanın atmosferi altında yanır və oksigenlə birləşir, karbon dioksid təşkil edir. Kimyəvi bondun formalaşması istilik enerjisinin ətraf mühitə salınması ilə davam edir və bu enerji öz məqsədləri üçün istifadə etmək üçün uyğunlaşdırılmışdır.

Təəssüf ki, neft və ya torf kimi qiymətli resursların düşünülməmiş xərcləri tezliklə bu yanacaqların hasilat mənbələrinin tükənməsinə səbəb ola bilər. Artıq bu gün işığı günəş işığı, su və ya yer qabığının enerjisi kimi alternativ enerji mənbələrinə əsaslanan elektrikli alət və yeni avtomobil modelləri də var.

İstilik ötürülməsi

Bədənin tərkibində və ya bir bədəndən digərinə istilik enerjisini mübadilə etmək qabiliyyəti istilik köçürmələri adlanır . Bu fenomen özbaşına baş vermir və yalnız bir temperatur fərqi ilə meydana gəlir. Sadə halda, istilik enerjisi daha çox qızdırılan bədəndən balans qurana qədər daha az qızdırılana keçirilir.

Cəsədlər istilik transferi fenomeninə toxunmamalıdır. Hər halda, balansın yaradılması söz mövzusu obyektlər arasındakı kiçik bir məsafədə meydana gələ bilər, ancaq əlaqəli olduqdan daha yavaş bir dərəcədə.

İstilik ötürülməsi üç növə bölünə bilər:

1. Termal keçiricilik.

2. Konveksiya.

3. Radiasiya mübadiləsi.

Termal keçiricilik

Bu fenomen maddənin atomları və molekulları arasında istilik enerjisinin ötürülməsinə əsaslanır. Transferin səbəbi molekulların xaotik hərəkətidir və onların daimi toqquşmasıdır. Buna görə, bir zəncir boyunca bir moleküldən digərinə istilik köçürür.

Termal keçiricilərin fenomeni nəzərə alın ki, hər hansı bir dəmir materialının atəş edilməsi, yer üzündə qızartma yavaş-yavaş yayılır və tədricən dağılır (ətraf mühitə müəyyən bir istilik yayılır).

J. Fourier maddənin istilik keçiriciliyinin dərəcəsini təsir edən bütün miqdarları toplayan istilik axını üçün bir forma əldə etdi (aşağıdakı rəqəmə bax).

Bu formada Q / t istilik axını, λ termal iletkenlik katsayısı, S - kəsişən sahəsi və T / X müəyyən bir məsafədə yerləşən cismin uçları arasındakı temperatur fərqi arasındadır.

Termal keçiricilik cədvəlli bir dəyərdir. Bir mənzillərin yalıtımı və ya avadanlıqların istilik izolyasiyası üçün praktiki əhəmiyyətə malikdir.

Radiant istilik transferi

Elektromaqnit radiasiyasının fenomeninə əsaslanan istilik köçürməsinin bir başqa yolu. Konveksiya və istilik keçiriciliyindən olan fərq, enerji transferinin vakuum sahədə meydana gələ biləcəyi faktdır. Lakin, ilk halda olduğu kimi, temperatur fərqinə ehtiyac var.

Radiant mübadilə Günəşin istilik enerjisinin Yerin səthinə köçürülməsi üçün bir nümunədir və əsasən infraqırmızı radiasiya məsuliyyət daşıyır. Yerin səthinə nə qədər istilik gəldiyini müəyyən etmək üçün bu göstərici dəyişikliyini izləyən çoxsaylı stansiyalar quraşdırılmışdır.

Konveksiya

Hava axınının konveksiya hərəkəti birbaşa istilik köçürmə fenomeninə aiddir. Sıvılara və ya qaza qədər nə qədər istilik olduğuna baxmayaraq, maddənin molekulları daha sürətli hərəkət etməyə başlayır. Buna görə bütün sistemin təzyiqi azalır və həcmi əksinə artır. Bu, isti hava axınlarının və ya digər qazların yuxarı hərəkətinin səbəbidir.

Gündəlik həyatda konveksiya fenomeni istifadəsinin ən sadə nümunəsi, batareyaların köməyi ilə otaqdan istilənmək adlandırıla bilər. Onlar otağın altındakı bir səbəbə görə, lakin istilik havasının yüksəlməsi üçün otaqdan axan bir dövriyyəyə yol açır.

İstilik miqdarını necə ölçə bilərsən?

İstilik və ya soyutma temperaturu xüsusi bir alət vasitəsilə riyazi olaraq hesablanır - bir kalorimetre. Quraşdırma su ilə dolu olan böyük bir istilik izolyasiya edilmiş gəmi ilə təmsil olunur. Orta temperaturun ölçülməsi üçün bir termometr sıvağa salınır. Sonra balansın qurulduqdan sonra sıxın temperaturun dəyişməsini hesablamaq üçün qızdırılan bədən suya salınır.

Orta səviyyədə t artırılması və ya azaldılması ilə, bədənin istiləşməsinin nə qədər istilik qazanması müəyyənləşdirilir. Bir kalorimetre, istilik dəyişikliyini yaza bilən ən sadə cihazdır.

Ayrıca, bir kalorimetre istifadə edərək, maddələr yandırıldıqda nə qədər istidən azad olduğunu hesablaya bilərsiniz. Bunun üçün su ilə dolu bir gəmiyə "bomba" qoyulur. Bu "bomba" test maddəsinin yerləşdiyi qapalı bir gəmidir. Könül üçün xüsusi elektrodlar əlavə edilir və kamerada oksigen ilə doldurulur. Maddənin tam yanmasından sonra suyun temperaturu dəyişir.

Belə təcrübələr zamanı istilik enerjisinin qaynaqları kimyəvi və nüvə reaksiyalar olduğu müəyyən edilmişdir. Nüvə reaksiyaları Yerin dərin təbəqələrində baş verir və bütün planetin istilik əsas ehtiyatını təşkil edir. Onlar termo-nüvə füzyonu zamanı enerji yaratmaq üçün insan tərəfindən istifadə olunurlar.

Kimyəvi reaksiyaların nümunələri maddələrin yandırılması və insan həzm sistemində monomerlərə polimerlərin parçalanmasıdır. Bir molekulda kimyəvi bağların keyfiyyəti və miqdarı sonda nə qədər istilik yayılacağını müəyyən edir.

İstilik ölçüsü nədir?

Beynəlxalq SI sistemində istilik ölçmə vahidi joule (J) təşkil edir. Bundan əlavə, qeyri-sistem vahidi - kalori - gündəlik həyatda istifadə olunur. 1 kaloriya beynəlxalq standartlara uyğun 4,1868 J və termokimya əsasında 4,184 J-yə bərabərdir. Əvvəllər elm adamları tərəfindən nadir hallarda istifadə edilən British Thermal birliyi BTU var idi. 1 BTU = 1.055 J.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 az.delachieve.com. Theme powered by WordPress.