Биеийн дотоод энерги нь түүний температур, гадаад нөхцөл байдлаас хамаардаг - эзэлхүүн гэх мэт Хэрэв гадаад нөхцөл өөрчлөгдөөгүй, өөрөөр хэлбэл эзэлхүүн болон бусад үзүүлэлтүүд тогтмол байвал биеийн дотоод энерги нь зөвхөн түүний температураас хамаарна.
Та биеийн дотоод энергийг зөвхөн галд халаах эсвэл түүн дээр механик ажил гүйцэтгэх (биеийн байрлалыг өөрчлөхгүйгээр, жишээлбэл, үрэлтийн ажил) төдийгүй өөр биетэй харьцах замаар өөрчилж болно. температураас өөр температуртай бие өгөгдсөн бие, өөрөөр хэлбэл дулаан дамжуулах замаар.
Биеийн дулаан дамжуулах явцад олж авах эсвэл алдах дотоод энергийн хэмжээг "дулааны хэмжээ" гэж нэрлэдэг. Дулааны хэмжээг ихэвчлэн Q үсгээр тэмдэглэдэг. Хэрэв дулаан дамжуулах явцад биеийн дотоод энерги нэмэгддэг бол дулааныг нэмэх тэмдэг өгч, биед `Q` дулаан өгсөн гэж хэлдэг. Дулаан дамжуулах явцад дотоод энерги багасах үед дулааныг сөрөг гэж үздэг бөгөөд `Q` дулааны хэмжээг биеэс зайлуулсан (эсвэл арилгасан) гэж хэлдэг.
Дулааны хэмжээг механик энергийг хэмждэг нэгжээр хэмжиж болно. SI-д энэ нь `1` байна жоуль. Дулааны хэмжилтийн өөр нэг нэгж байдаг - калори. Калоринь `1` г усыг `1^@ bb"C"`-ээр халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Эдгээр нэгжийн хоорондын хамаарлыг Жоуль тогтоосон: `1` кал`= 4,18` Ж. Энэ нь `4,18` кЖ ажлын улмаас `1` кг усны температур `1` градусаар нэмэгдэнэ гэсэн үг.
Биеийг `1^@ bb"C"`-ээр халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг биеийн дулаан багтаамж гэнэ. Биеийн дулаан багтаамжийг "C" үсгээр тэмдэглэнэ. Хэрэв биед бага хэмжээний дулаан `Delta Q` өгч, биеийн температур `Delta t` градус болж өөрчлөгдвөл
| `Q=C*Deltat=C*(t_2 - t_1)=c*m*(t_2 - t_1)`. | (1.3) |
Хэрэв бие нь дулааныг сайн дамжуулдаггүй бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн бол биеийн температур удаан хугацаанд тогтмол хэвээр байх болно. Ийм тохиромжтой бүрхүүлүүд нь мэдээжийн хэрэг байгальд байдаггүй, гэхдээ тэдгээрийн шинж чанараараа үүнтэй ойролцоо бүрхүүл үүсгэх боломжтой.
Жишээ нь, бүрээс орно сансрын хөлөг, Физик, технологид ашигладаг Дьюар хөлөг онгоц. Дьюарын колбо нь давхар толин тусгал ханатай шилэн эсвэл металл цилиндр бөгөөд тэдгээрийн хооронд өндөр вакуум үүсдэг. Гэрийн халууны шилэн колбо нь мөн Дьюарын колбо юм.
Бүрхүүл нь тусгаарлагч юм калориметр- дулааны хэмжээг хэмжих төхөөрөмж. Калориметр нь том нимгэн ханатай шил бөгөөд өөр нэг том шилэн дотор үйсэн хэсгүүд дээр байрлуулсан бөгөөд хананы хооронд агаарын давхарга үлдэж, дээрээс нь дулаан тусгаарлагч таглаатай хаалттай байдаг.
Хэрэв өөр өөр температуртай хоёр ба түүнээс дээш биетийг калориметрт дулааны холбоонд оруулаад хүлээх юм бол хэсэг хугацааны дараа калориметр дотор дулааны тэнцвэр үүснэ. Дулааны тэнцвэрт байдалд шилжих явцад зарим бие дулаан ялгаруулна (дулааны нийт хэмжээ `Q_(sf"шал")`), бусад нь дулааныг хүлээн авна (нийт дулааны хэмжээ`Q_(sf"шал")`) . Калориметр ба түүнд агуулагдах биетүүд нь хүрээлэн буй орон зайтай дулаан солилцдоггүй, зөвхөн бие биетэйгээ харилцан үйлчилдэг тул бид үүнийг мөн гэж нэрлэдэг харилцааг бичиж болно. дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл:
Хэд хэдэн дулааны процессуудад дулааныг бие махбодид температурыг өөрчлөхгүйгээр шингээж эсвэл ялгаруулж болно. Ийм дулааны процесс нь бодисын нийт төлөв өөрчлөгдөхөд тохиолддог - хайлах, талсжих, уурших, конденсацлах, буцалгах. Эдгээр үйл явцын үндсэн шинж чанаруудын талаар товч ярилцъя.
Хайлж байна- талст хатуу бодисыг шингэн болгон хувиргах үйл явц. Хайлах процесс нь тогтмол температурт явагддаг бол дулааныг шингээж авдаг.
"Ламбда" хайлуулах тусгай дулаан нь хайлах цэг дээр авсан "1" кг талст бодисыг хайлахад шаардагдах дулаантай тэнцүү байна. Хайлах цэг дээрх `m` масстай хатуу биеийг шингэн төлөвт шилжүүлэхэд шаардагдах `Q_(sf"pl")` дулааны хэмжээ нь тэнцүү байна.
Хайлах цэг тогтмол хэвээр байгаа тул биед өгч буй дулааны хэмжээ нь молекулуудын харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийг нэмэгдүүлэхэд чиглэж, болор тор устдаг.
Үйл явц талсжилт- Энэ бол хайлах процессоос урвуу үйл явц юм. Талсжих явцад шингэн нь хатуу болж хувирч тодорхой хэмжээний дулаан ялгардаг бөгөөд үүнийг (1.5) томъёогоор тодорхойлно.
Ууршилтшингэнийг уур болгон хувиргах үйл явц юм. Ууршилт нь шингэний нээлттэй гадаргуугаас үүсдэг. Ууршилтын явцад хамгийн хурдан молекулууд нь шингэнийг орхиж, өөрөөр хэлбэл, шингэний молекулуудын татах хүчийг даван туулж чаддаг молекулууд байдаг. Үүний үр дүнд шингэн нь дулаан тусгаарлалттай бол ууршилтын явцад хөргөнө.
Ууршилтын хувийн дулаан `L` нь `1` кг шингэнийг уур болгоход шаардагдах дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна. `m` масстай шингэнийг уурын төлөвт шилжүүлэхэд шаардагдах `Q_(sf"хэрэглэх")` дулааны хэмжээ нь тэнцүү байна.
| `Q_(sf"isp") =L*m`. | (1.6) |
Конденсац- ууршилтын эсрэг үйл явц. Конденсац үүсэх үед уур нь шингэн болж хувирдаг. Энэ нь дулааныг үүсгэдэг. Уурын конденсацын үед ялгарах дулааны хэмжээг (1.6) томъёогоор тодорхойлно.
Буцалж байна- шингэний ханасан уурын даралт нь атмосферийн даралттай тэнцүү тул ууршилт нь зөвхөн гадаргуугаас төдийгүй бүхэл бүтэн эзэлхүүнээр явагддаг процесс (шингэн дотор үргэлж агаарын бөмбөлөг байдаг; буцалгах үед тэдгээрийн уурын даралт. атмосферийн даралтанд хүрч, бөмбөлөгүүд дээшээ дээшилдэг).
« Физик - 10-р анги"
Материйн агрегат хувиргалт ямар процесст явагддаг вэ?
Бодисын нэгтгэх төлөвийг хэрхэн өөрчлөх вэ?
Аливаа биеийн дотоод энергийг ажил хийх, халаах, эсвэл эсрэгээр хөргөх замаар өөрчилж болно.
Тиймээс металыг хуурамчаар үйлдэх үед ажил хийгдэж, халдаг, тэр үед металыг шатаж буй дөлөөр халааж болно.
Түүнчлэн, хэрэв та бүлүүрийг засах юм бол (Зураг 13.5), халаах үед хийн эзэлхүүн өөрчлөгдөхгүй бөгөөд ямар ч ажил хийгдэхгүй. Гэхдээ хийн температур, улмаар түүний дотоод энерги нэмэгддэг.
Дотоод энерги нэмэгдэж, буурч болох тул дулааны хэмжээ эерэг эсвэл сөрөг байж болно.
Ажил хийлгүйгээр энергийг нэг биеэс нөгөөд шилжүүлэх үйл явцыг гэнэ дулаан солилцоо.
Дулаан дамжуулах явцад дотоод энергийн өөрчлөлтийн тоон хэмжүүрийг нэрлэдэг дулааны хэмжээ.
Дулаан дамжуулалтын молекулын зураг.
Биеийн хил дээрх дулаан солилцооны үед хүйтэн биеийн аажмаар хөдөлж буй молекулууд нь халуун биеийн хурдан хөдөлж буй молекулуудтай харилцан үйлчлэлцдэг. Үүний үр дүнд молекулуудын кинетик энерги тэнцүү болж, хүйтэн биеийн молекулуудын хурд нэмэгдэж, халуун биеийнх буурдаг.
Дулаан солилцооны үед энерги нь нэг хэлбэрээс нөгөөд хувирдаггүй, илүү халсан биеийн дотоод энергийн хэсэг нь бага халсан биед шилждэг.
Дулаан ба дулааны багтаамжийн хэмжээ.
m масстай биеийг t 1 температураас t 2 температурт халаахын тулд түүнд тодорхой хэмжээний дулаан дамжуулах шаардлагатай гэдгийг та аль хэдийн мэдэж байгаа.
Q = см(t 2 - t 1) = см Δt. (13.5)
Биеийг хөргөхөд түүний эцсийн температур t 2 нь анхны температур t 1-ээс бага болж, биеэс ялгарах дулааны хэмжээ сөрөг байна.
Томъёоны (13.5) c коэффициентийг нэрлэнэ тодорхой дулаан багтаамжбодисууд.
Тодорхой дулаан- энэ нь 1 кг жинтэй бодисын температур нь 1 К-ээр өөрчлөгдөхөд ялгарах дулааны хэмжээтэй тэнцүү тоон үзүүлэлт юм.
Хийн дулааны хувийн багтаамж нь дулаан дамжуулах үйл явцаас хамаарна. Хэрэв та хийг тогтмол даралтаар халаавал энэ нь өргөжиж, ажил хийх болно. Тогтмол даралттай хийг 1 ° С-ээр халаахын тулд хий нь зөвхөн халах үед тогтмол эзэлхүүнтэй халаахаас илүү их дулааныг дамжуулах шаардлагатай.
Шингэн ба хатуу бодисхалах үед бага зэрэг тэлэх. Тогтмол эзэлхүүн ба тогтмол даралттай үед тэдгээрийн дулааны тусгай хүчин чадал бага зэрэг ялгаатай байдаг.
Ууршилтын тусгай дулаан.
Буцалгах явцад шингэнийг уур болгон хувиргахын тулд түүнд тодорхой хэмжээний дулааныг шилжүүлэх шаардлагатай. Шингэнийг буцалгах үед температур өөрчлөгддөггүй. Тогтмол температурт шингэнийг уур болгон хувиргах нь молекулуудын кинетик энергийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэггүй боловч тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энерги нэмэгддэг. Эцсийн эцэст хийн молекулуудын хоорондох дундаж зай нь шингэний молекулуудын хоорондох зайнаас хамаагүй их байдаг.
Тогтмол температурт 1 кг жинтэй шингэнийг уур болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээтэй тоон утгаараа тэнцүү хэмжигдэхүүнийг гэнэ. ууршилтын тодорхой дулаан.
Шингэний ууршилтын процесс нь ямар ч температурт явагддаг бол хамгийн хурдан молекулууд шингэнийг орхиж, ууршилтын үед хөргөнө. Ууршилтын хувийн дулаан нь ууршилтын хувийн дулаантай тэнцүү байна.
Энэ утгыг r үсгээр тэмдэглэж, килограмм тутамд жоуль (Ж/кг)-ээр илэрхийлнэ.
Усны ууршилтын хувийн дулаан маш өндөр байна: r H20 = 2.256 10 6 Ж/кг 100 ° C температурт. Спирт, эфир, мөнгөн ус, керосин зэрэг бусад шингэний хувьд ууршилтын хувийн дулаан нь усныхаас 3-10 дахин бага байдаг.
m масстай шингэнийг уур болгон хувиргахын тулд дараахь хэмжээтэй тэнцэх хэмжээний дулаан шаардагдана.
Q p = rm. (13.6)
Уур өтгөрүүлэх үед ижил хэмжээний дулаан ялгардаг.
Q k = -rm. (13.7)
Хайлуулах тусгай дулаан.
Талст бие хайлах үед түүнд өгсөн бүх дулаан нь молекулуудын харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийг нэмэгдүүлэхэд чиглэгддэг. Хайлах нь тогтмол температурт явагддаг тул молекулуудын кинетик энерги өөрчлөгддөггүй.
Хайлах цэг дээр 1 кг жинтэй талст бодисыг шингэн болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээтэй тэнцүү утгыг гэнэ. хайлуулах тусгай дулаанλ үсгээр тэмдэглэнэ.
1 кг жинтэй бодис талсжих үед хайлах явцад шингэсэнтэй яг ижил хэмжээний дулаан ялгардаг.
Мөс хайлах хувийн дулаан нэлээд өндөр: 3.34 10 5 Ж/кг.
"Хэрэв мөс хайлах өндөр дулаангүй байсан бол хаврын улиралд мөсний бүх масс хэдхэн минут эсвэл секундын дотор хайлах шаардлагатай болно, учир нь дулаан нь агаараас мөсөнд тасралтгүй шилждэг. Үүний үр дагавар нь аймшигтай байх болно; Эцсийн эцэст, өнөөгийн нөхцөлд ч их хэмжээний мөс, цас хайлах үед их хэмжээний үер, усны хүчтэй урсгал үүсдэг." R. Блэк, XVIII зуун.
m масстай талст биеийг хайлуулахын тулд дараах хэмжээтэй тэнцэх хэмжээний дулаан шаардагдана.
Qpl = λm. (13.8)
Биеийн талсжих явцад ялгарах дулааны хэмжээ нь дараахтай тэнцүү байна.
Q cr = -λm (13.9)
Дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл.
Эхлээд өөр өөр температуртай хэд хэдэн биетүүдээс бүрдсэн системийн дулаан солилцоог авч үзье, тухайлбал, саванд байгаа ус болон усанд буулгасан халуун төмрийн бөмбөг хоорондын дулаан солилцоог авч үзье. Эрчим хүч хадгалагдах хуулийн дагуу нэг биеэс ялгарах дулааны хэмжээ нь нөгөө биений хүлээн авсан дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.
Өгөгдсөн дулааны хэмжээг сөрөг, хүлээн авсан дулааныг эерэг гэж үзнэ. Тиймээс дулааны нийт хэмжээ Q1 + Q2 = 0.
Хэрэв тусгаарлагдсан систем дэх хэд хэдэн биетүүдийн хооронд дулаан солилцоо явагддаг бол
Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... = 0. (13.10)
(13.10) тэгшитгэлийг нэрлэнэ дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл.
Энд Q 1 Q 2, Q 3 нь биеийн хүлээн авсан буюу ялгаруулж буй дулааны хэмжээ юм. Эдгээр дулааны хэмжээг (13.5) томъёогоор эсвэл (13.6)-(13.9) томъёогоор илэрхийлнэ, хэрэв дулааны солилцооны явцад бодисын янз бүрийн фазын хувирал (хайлах, талстжих, уурших, конденсацлах) явагддаг.
Энэ хичээлээр бид биеийг халаахад шаардагдах эсвэл хөргөх үед ялгаруулдаг дулааны хэмжээг хэрхэн тооцоолох талаар сурах болно. Үүнийг хийхийн тулд бид өмнөх хичээлүүдээр олж авсан мэдлэгээ нэгтгэн дүгнэх болно.
Нэмж дурдахад бид дулааны хэмжээг тодорхойлох томъёог ашиглан энэ томъёоноос үлдсэн хэмжигдэхүүнийг илэрхийлж, бусад хэмжигдэхүүнүүдийг мэдэхийн тулд тэдгээрийг тооцоолохыг сурах болно. Дулааны хэмжээг тооцоолох шийдэл бүхий асуудлын жишээг мөн авч үзэх болно.
Энэ хичээлЭнэ нь биеийг халаах эсвэл хөргөх үед ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолоход зориулагдсан.
Шаардлагатай дулааны хэмжээг тооцоолох чадвар нь маш чухал юм. Энэ нь жишээлбэл, өрөөг халаахад ус өгөх шаардлагатай дулааны хэмжээг тооцоолоход шаардлагатай байж болно.
Цагаан будаа. 1. Өрөө халаахын тулд усанд өгөх ёстой дулааны хэмжээ
Эсвэл янз бүрийн хөдөлгүүрт түлш шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд:
Цагаан будаа. 2. Хөдөлгүүрт түлш шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээ
Жишээлбэл, нарнаас ялгарч, дэлхий дээр унадаг дулааны хэмжээг тодорхойлоход энэ мэдлэг шаардлагатай.
Цагаан будаа. 3. Нарнаас ялгарч, дэлхийд унах дулааны хэмжээ
Дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд та гурван зүйлийг мэдэх хэрэгтэй (Зураг 4).
- биеийн жин (энэ нь ихэвчлэн жинлүүр ашиглан хэмжиж болно);
- биеийг халаах эсвэл хөргөх температурын зөрүү (ихэвчлэн термометр ашиглан хэмждэг);
- биеийн тодорхой дулааны багтаамж (үүнийг хүснэгтээс тодорхойлж болно).
Цагаан будаа. 4. Тодорхойлохын тулд юу мэдэх хэрэгтэй вэ
Дулааны хэмжээг тооцоолох томъёо дараах байдалтай байна.
Энэ томъёонд дараах хэмжигдэхүүнүүд гарч ирнэ.
Жоуль (J) -ээр хэмжсэн дулааны хэмжээ;
Бодисын хувийн дулаан багтаамжийг хэмждэг;
- температурын зөрүүг Цельсийн градусаар хэмждэг ().
Дулааны хэмжээг тооцоолох асуудлыг авч үзье.
Даалгавар
Грам масстай зэс шилэнд температурт литр эзэлхүүнтэй ус агуулагддаг. Температур нь -тэй тэнцэхийн тулд нэг аяга усанд хичнээн хэмжээний дулаан дамжуулах шаардлагатай вэ?
Цагаан будаа. 5. Асуудлын нөхцлийн дүрслэл
Эхлээд бичье богино нөхцөл (Өгсөн) болон бүх хэмжигдэхүүнийг олон улсын системд (SI) хөрвүүлнэ.
|
Өгөгдсөн: |
С.И |
|
|
Олно: |
Шийдэл:
Эхлээд энэ асуудлыг шийдэхийн тулд өөр ямар хэмжигдэхүүн хэрэгтэйг тодорхойл. Хувийн дулаан багтаамжийн хүснэгтийг (Хүснэгт 1) ашиглан бид (зэсийн хувийн дулаан багтаамж, нөхцөлөөр бол шил нь зэс), (усны хувийн дулаан багтаамж, нөхцөлөөр шилэнд ус байдаг) олно. Нэмж дурдахад бид дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд усны масс хэрэгтэй гэдгийг мэддэг. Нөхцөлийн дагуу бид зөвхөн эзлэхүүнийг өгдөг. Тиймээс хүснэгтээс бид усны нягтыг авна: (Хүснэгт 2).
Хүснэгт 1. Зарим бодисын хувийн дулаан багтаамж,
Хүснэгт 2. Зарим шингэний нягт
Одоо энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бидэнд хэрэгтэй бүх зүйл байна.
Дулааны эцсийн хэмжээ нь зэс шилийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ ба доторх усыг халаахад шаардагдах дулааны нийлбэрээс бүрдэнэ гэдгийг анхаарна уу.
Эхлээд зэс шилийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолъё.
Ус халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолохын өмнө 7-р ангиас бидний мэддэг томъёогоор усны массыг тооцоолъё.
Одоо бид тооцоолж болно:
Дараа нь бид тооцоолж болно:
Киложоуль гэж юу болохыг санацгаая. "Кило" угтвар нь гэсэн үг 
.
Хариулт:.
Энэ ойлголттой холбоотой дулааны хэмжээ (шууд бодлого гэж нэрлэгддэг) ба хэмжигдэхүүнийг олох асуудлыг шийдвэрлэхэд хялбар болгохын тулд та дараах хүснэгтийг ашиглаж болно.
|
Шаардлагатай тоо хэмжээ |
Тэмдэглэл |
Хэмжилтийн нэгж |
Үндсэн томъёо |
Тоо хэмжээг тодорхойлох томъёо |
|
Дулааны хэмжээ |
Бидний мэдэж байгаагаар биеийн дотоод энерги нь ажил хийх үед болон дулаан дамжуулах замаар (ажил хийхгүйгээр) хоёуланд нь өөрчлөгдөж болно.
Ажил ба дулааны хэмжээ хоёрын гол ялгаа нь ажил нь системийн дотоод энергийг хувиргах үйл явцыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь эрчим хүчийг нэг төрлөөс нөгөөд шилжүүлэх үйл явцыг дагалддаг. Тусламжийн тусламжтайгаар дотоод энергийн өөрчлөлт гарсан тохиолдолддулаан дамжуулалт , эрчим хүчийг нэг биеэс нөгөөд шилжүүлэх нь улмаас хийгддэгдулаан дамжилтын илтгэлцүүр , цацраг, эсвэл.
конвекц Дулаан дамжуулах явцад бие махбодь алдаж эсвэл олж авдаг энергийг нэрлэдэг
дулааны хэмжээ.
Дулааны хэмжээг тооцоолохдоо түүнд ямар хэмжигдэхүүн нөлөөлж байгааг мэдэх хэрэгтэй.
Бид хоёр ижил шарагч ашиглан хоёр савыг халаана. Нэг саванд 1 кг ус, нөгөө нь 2 кг ус агуулдаг. Хоёр савны усны температур эхлээд ижил байна. Энэ хугацаанд аль нэг савны ус илүү хурдан халж байгааг бид харж болно, гэхдээ хоёр хөлөг онгоц ижил хэмжээний дулааныг хүлээн авдаг. Тиймээс бид дүгнэж байна: илүүилүү масс
тухайн биеийн температурыг ижил тооны градусаар бууруулах эсвэл нэмэгдүүлэхийн тулд зарцуулах шаардлагатай дулааны хэмжээ их байх болно.
Хэрэв бид бүтэн данхтай усыг 50 градусын температурт халаах шаардлагатай бол данхыг ижил эзэлхүүнтэй устай, гэхдээ зөвхөн 100 градус хүртэл халаахаас бага цаг зарцуулдаг гэдгийг бид бүгд мэднэ. Нэгдүгээр тохиолдолд усанд хоёр дахь хувилбараас бага дулаан өгөх болно.
Тиймээс халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь эсэхээс шууд хамаарна хэдэн градусбие нь дулаарч болно. Бид дүгнэж болно: дулааны хэмжээ нь биеийн температурын зөрүүгээс шууд хамаардаг.
Гэхдээ ус халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тодорхойлох боломжтой юу, гэхдээ бусад бодис, тухайлбал, тос, хар тугалга, төмөр гэх мэт?
Нэг савыг усаар дүүргэж, нөгөөг нь ургамлын тосоор дүүргэнэ. Ус ба тосны масс тэнцүү байна. Бид хоёр савыг ижил шарагч дээр жигд халаана. Туршилтыг ижил температурт эхлүүлье ургамлын тосболон ус. Таван минутын дараа халсан тос, усны температурыг хэмжсэний дараа бид хоёр шингэн ижил хэмжээний дулааныг хүлээн авсан ч тосны температур усны температураас хамаагүй өндөр байгааг анзаарах болно.
Тодорхой дүгнэлт нь: Ижил масстай тос, усыг ижил температурт халаахад өөр өөр дулаан шаардагдана.
Тэгээд бид тэр даруй өөр нэг дүгнэлтийг гаргаж байна: биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь тухайн бие өөрөө бүрддэг бодисоос (бодисын төрөл) шууд хамаардаг.
Тиймээс биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ (эсвэл хөргөх үед ялгарах) нь биеийн масс, температурын хэлбэлзэл, бодисын төрлөөс шууд хамаардаг.
Дулааны хэмжээг Q тэмдгээр тэмдэглэнэ. Бусадтай адил янз бүрийн төрөлэнерги, дулааны хэмжээг жоуль (Ж) эсвэл киложоуль (кЖ) -ээр хэмждэг.
1 кЖ = 1000 Ж
Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд эрчим хүчний тухай ойлголт физикт гарч ирэхээс хамаагүй өмнө дулааны хэмжээг хэмжиж эхэлснийг түүх харуулж байна. Тухайн үед дулааны хэмжээг хэмжих тусгай нэгжийг боловсруулсан - калори (кал) эсвэл килокалори (ккал). Энэ үг нь Латин үндэстэй, калор - дулаан.
1 ккал = 1000 калори
Калори– энэ нь 1 г усыг 1 хэмээр халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм
1 кал = 4.19 Ж ≈ 4.2 Ж
1 ккал = 4190 Дж ≈ 4200 Дж ≈ 4.2 кЖ
Асуулт хэвээр байна уу? Та гэрийн даалгавраа хэрхэн хийхээ мэдэхгүй байна уу?
Багшаас тусламж авахын тулд бүртгүүлнэ үү.
Эхний хичээл үнэ төлбөргүй!
вэб сайт, материалыг бүрэн эсвэл хэсэгчлэн хуулахдаа эх сурвалжийн холбоос шаардлагатай.
Ажил гүйцэтгэх эсвэл дулаан дамжуулах үед биеийн дотоод энерги өөрчлөгддөг. Дулаан дамжуулалтын үзэгдэлд дотоод энерги нь дамжуулалт, конвекц эсвэл цацрагаар дамждаг.
Бие бүр халах эсвэл хөргөх үед (дулаан дамжуулалтаар) тодорхой хэмжээний энерги олж авдаг эсвэл алддаг. Үүний үндсэн дээр ийм хэмжээний энергийг дулааны хэмжээ гэж нэрлэх нь заншилтай байдаг.
Тэгэхээр, дулааны хэмжээ нь дулаан дамжуулах үйл явцын явцад биеийн өгч эсвэл хүлээн авах энерги юм.
Ус халаахад хэр их дулаан хэрэгтэй вэ? Асаалттай энгийн жишээӨөр өөр хэмжээний ус халаахад өөр өөр дулаан шаардагдана гэдгийг та ойлгож болно. Бид 1 литр ус, 2 литр устай хоёр туршилтын хоолой авъя гэж бодъё. Ямар тохиолдолд илүү их дулаан шаардагдах вэ? Хоёр дахь нь туршилтын хоолойд 2 литр ус байгаа газар. Хоёр дахь туршилтын хоолойг ижил галын эх үүсвэрээр халаахад удаан хугацаа шаардагдана.
Тиймээс дулааны хэмжээ нь биеийн жингээс хамаарна. Масс их байх тусам халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ их байх ба үүний дагуу биеийг хөргөхөд удаан хугацаа шаардагдана.
Дулааны хэмжээ өөр юунаас хамаардаг вэ? Мэдээжийн хэрэг, биеийн температурын зөрүүгээс. Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм. Эцсийн эцэст, хэрэв бид ус эсвэл сүүг халаахыг оролдвол өөр өөр цаг хугацаа хэрэгтэй болно. Өөрөөр хэлбэл, дулааны хэмжээ нь бие махбодоос бүрдэх бодисоос хамаардаг.
Үүний үр дүнд халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ эсвэл биеийг хөргөх үед ялгарах дулааны хэмжээ нь түүний масс, температурын өөрчлөлт, бие махбодь байгаа бодисын төрлөөс хамаарна. бүрдсэн.
Дулааны хэмжээг хэрхэн хэмждэг вэ?
Учир нь дулааны нэгжүүнийг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг 1 Жоуль. Эрчим хүчний хэмжүүрийн нэгж гарч ирэхээс өмнө эрдэмтэд дулааны хэмжээг калори гэж үздэг байв. Энэ хэмжих нэгжийг ихэвчлэн "J" гэж товчилдог.
Калори- энэ нь 1 грамм усыг Цельсийн 1 градусаар халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Калорийн хэмжилтийн товчилсон хэлбэр нь "кал" юм.
1 кал = 4.19 Ж.
Эдгээр эрчим хүчний нэгжүүдэд хүнсний тэжээлийн үнэ цэнийг кДж ба ккал-аар зааж өгдөг болохыг анхаарна уу.
1 ккал = 1000 калори.
1 кЖ = 1000 Ж
1 ккал = 4190 Дж = 4.19 кЖ
Хувийн дулаан багтаамж гэж юу вэ
Байгаль дахь бодис бүр өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг бөгөөд бие даасан бодис бүрийг халаахад өөр өөр эрчим хүч шаардагддаг, жишээлбэл. дулааны хэмжээ.
Бодисын хувийн дулаан багтаамж- энэ нь 1 кг масстай биеийг 1 хэм хүртэл халаахад шаардагдах дулааны хэмжээтэй тэнцэх хэмжигдэхүүн юм. 0 С
Тусгай дулаан багтаамжийг c үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд хэмжилтийн утга нь Ж/кг байна*
Жишээлбэл, усны хувийн дулаан багтаамж нь 4200 Ж/кг* 0 C. Энэ нь 1 кг ус руу 1 дахин халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм. 0 С
Бодисын тусгай дулаан багтаамж өөр өөр байдаг гэдгийг санах нь зүйтэй нэгтгэх төлөвүүдөөр. Энэ нь мөсийг 1-ээр халаана гэсэн үг юм 0 C нь өөр хэмжээний дулаан шаардагдана.
Биеийг халаах дулааны хэмжээг хэрхэн тооцоолох вэ
Жишээлбэл, 3 кг усыг 15 хэмээс халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолох шаардлагатай. 0 С хүртэл 85 хэм хүртэл 0 C. Усны хувийн дулаан багтаамж, өөрөөр хэлбэл 1 кг усыг 1 градусаар халаахад шаардагдах энергийн хэмжээг бид мэднэ. Өөрөөр хэлбэл, манай тохиолдолд дулааны хэмжээг мэдэхийн тулд та усны хувийн дулааны багтаамжийг 3-аар үржүүлж, усны температурыг нэмэгдүүлэхийг хүсч буй градусын тоогоор үржүүлэх хэрэгтэй. Тэгэхээр 4200*3*(85-15) = 882,000 байна.
Хаалтанд бид тодорхой тооны градусыг тооцоолж, эцсийн үр дүнгээс анхны үр дүнг хасна
Тиймээс 3 кг усыг 15-аас 85 хүртэл халаахын тулд 0 C, бидэнд 882,000 Ж дулаан хэрэгтэй.
Дулааны хэмжээг Q үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд үүнийг тооцоолох томъёо нь дараах байдалтай байна.
Q=c*m*(t 2 -t 1).
Асуудлын дүн шинжилгээ, шийдэл
Асуудал 1. 0.5 кг усыг 20-50 хүртэл халаахад хэр их дулаан шаардагдана 0 С
Өгөгдсөн:
м = 0.5 кг.,
s = 4200 Ж/кг* 0 С,
t 1 = 20 0 С,
t 2 = 50 0 C.
Бид хүснэгтээс тодорхой дулааны багтаамжийг тодорхойлсон.
Шийдэл:
2 -т 1).
Утгыг орлуулах:
Q=4200*0.5*(50-20) = 63000 Дж = 63 кЖ.
Хариулт: Q=63 кЖ.
Даалгавар 2. 0.5 кг жинтэй хөнгөн цагаан баарыг 85-аар халаахад ямар хэмжээний дулаан шаардлагатай вэ 0 С?
Өгөгдсөн:
м = 0.5 кг.,
s = 920 Ж/кг* 0 С,
t 1 = 0 0 C,
t 2 = 85 0 C.
Шийдэл:
дулааны хэмжээг Q=c*m*(t.) томъёогоор тодорхойлно 2 -т 1).
Утгыг орлуулах:
Q=920*0.5*(85-0) = 39,100 Дж = 39,1 кЖ.
Хариулт: Q= 39.1 кЖ.