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Il calore – è … Qual è la quantità di calore rilasciato durante la combustione?

Tutte le sostanze hanno un'energia interna. Questo valore è caratterizzato da un certo numero di proprietà fisiche e chimiche, tra le quali particolare attenzione deve essere pagato al calore. Questo valore è un valore matematico astratto che descrive la forza della sostanza interazioni molecolari. Comprensione meccanismo di scambio di calore può aiutare a rispondere alla domanda, quale quantità di calore liberato durante sostanze raffreddamento e riscaldamento e loro combustione.

La storia della scoperta del calore

Inizialmente, il fenomeno di trasferimento di calore descritto è molto semplice e chiara: se la temperatura del materiale aumenta, si ottiene il calore, e nel caso di raffreddamento, assegna al ambiente. Tuttavia, il calore – non è considerato un componente del fluido o il corpo è stato pensato tre secoli fa. La gente ingenuamente credeva che la sostanza si compone di due parti: le molecole e calore. Ora pochi ricordano che il termine "temperatura" in latino significa una "miscela", e, per esempio, un bronzo parlato di come "la temperatura stagno e rame".

Nel 17 ° secolo ci sono stati due ipotesi che potrebbe spiegare chiaramente il fenomeno del calore e del calore di trasferimento. In primo luogo proposto nel 1613, Galileo. La sua formulazione è stata: "Il calore – si tratta di una sostanza insolita che può penetrare in qualsiasi del corpo e fuori di loro." Galileo chiamato questa sostanza calorico. Egli ha sostenuto che calorica non possono scomparire o essere distrutto, e solo in grado di passare da un corpo all'altro. Di conseguenza, il più in sostanza calorica, maggiore è la sua temperatura.

La seconda ipotesi è venuto nel 1620, e lo offrì al filosofo Bacone. Egli ha osservato che sotto le potenti colpi del martello il ferro si riscalda. Questo principio gestito e alimentando il fuoco per attrito, portato pancetta pensare alla natura molecolare del calore. Ha asserito che l'azione meccanica sul corpo delle sue molecole cominciano a battere contro l'altro, per aumentare la velocità di movimento e quindi aumentare la temperatura.

Il risultato fu la conclusione della seconda ipotesi che il calore – il risultato di sostanze molecolari azione meccanica con l'altro. Questa teoria per un lungo periodo di tempo cercando di giustificare e dimostrare la Lomonosov sperimentalmente.

Il calore – è una misura di energia interna,

studiosi moderni sono giunti alla seguente conclusione: l'energia termica è il risultato dell'interazione tra le molecole della materia, cioè .. L'energia interna del corpo. velocità delle particelle dipende dalla temperatura e il valore di calore è direttamente proporzionale alla massa della sostanza. Ad esempio, un secchio di acqua ha un'energia termica più alta della tazza riempito. Tuttavia piattino con liquido caldo può avere meno calore rispetto al bacino freddo.

teoria del calorico, che è stata proposta nel 17 ° secolo, Galileo, gli scienziati hanno confutato J. Joel e B. Rumford. Hanno dimostrato che il calore non ha alcun peso ed è caratterizzata esclusivamente dal movimento meccanico delle molecole.

Qual è la quantità di calore liberato durante la combustione della sostanza? calore specifico di combustione

Ad oggi, le fonti di energia versatili e diffusi sono torba, petrolio, carbone, gas naturale o legno. La combustione di queste sostanze è assegnata una certa quantità di calore viene utilizzato per il riscaldamento, avviare meccanismi e simili. D. Come si può calcolare questo valore in pratica?

Per questo concetto viene introdotto calore specifico di combustione. Questo valore dipende dalla quantità di calore che viene rilasciato durante la combustione di 1 kg di una certa sostanza. E 'designato lettera q e si misura in J / kg. Di seguito una tabella di valori di q alcuni dei tipi più comuni di combustibile.

Ingegnerizzare la costruzione e motori di calcolo bisogno di conoscere la quantità di calore liberato durante la combustione di una certa quantità di sostanza. Per questo possiamo utilizzare misure indirette dalla formula Q = metro quadro, dove Q – è il valore calorifico della sostanza, q – calore specifico di combustione (valore tabella), ed m – una data massa.

sviluppo di calore durante la combustione si basa sul fenomeno di rilascio di energia nella formazione di legami chimici. L'esempio più semplice è la combustione del carbone che è contenuto in uno qualsiasi dei tipi di combustibili moderni. Il carbonio viene bruciato in presenza di aria e si combina con l'ossigeno per formare biossido di carbonio. La formazione di legami chimici avviene con liberazione di energia termica nell'ambiente, e l'energia della persona adattato per usare per i propri scopi.

Purtroppo, la spesa sconsiderato di risorse preziose come l'olio o la torba, potrebbe presto portare alla esaurimento delle fonti di produzione di questi combustibili. Già oggi ci sono elettrodomestici e anche nuovi modelli di auto, che si basano su fonti energetiche alternative come la luce del sole, l'acqua, o l'energia della crosta terrestre.

trasferimento di calore

La possibilità di scambiare energia termica all'interno del corpo o da un corpo all'altro è chiamato il trasferimento di calore. Questo fenomeno avviene spontaneamente e si verifica solo quando le differenze di temperatura. Nel caso più semplice, l'energia termica viene trasferita da un più riscaldato ad un corpo inferiore riscaldato fino fino a stabilire equilibrio.

Corpo opzionalmente essere esterni verificato il fenomeno di trasferimento di calore. In ogni caso, la creazione di equilibrio e può verificarsi a breve distanza tra questi oggetti, ma ad una velocità inferiore rispetto a quando sono in contatto.

Il trasferimento di calore può essere diviso in tre tipi:

1. Conducibilità termica.

2. convezione.

3. Lo scambio radiante.

conducibilità termica

Questo fenomeno è basato sul trasferimento di energia termica tra gli atomi o molecole di materia. Causa di trasmissione – movimento casuale delle molecole e la loro costante collisione. Cui il calore viene trasferito da una molecola a un'altra catena.

Orologio fenomeno di conduzione di calore può ignizione di qualsiasi materiale di ferro quando la superficie eritema estende uniformemente e attenua gradualmente (una certa quantità di calore viene rilasciato nell'ambiente).

J. Fourier derivata una formula per flusso di calore, che ha raccolto tutte le quantità che influenzano il grado di materiale conduzione di calore (cfr. Figura sotto).

In questa formula, / t Q – flusso di calore, λ – coefficiente di conducibilità termica, S – area della sezione trasversale, T / X – il rapporto tra la differenza di temperatura tra l'estremità del corpo situato a una certa distanza.

conducibilità termica è il valore tabulato. Essa ha un valore pratico per l'isolamento di una casa o di isolamento apparecchiature.

calore radiante

Un altro modo per riscaldare, che si basa sul fenomeno della radiazione elettromagnetica. Essa differisce dalla convezione e conduzione del calore è che il trasferimento di energia può avvenire in vuoto. Tuttavia, come nel primo caso, ci deve essere una differenza di temperatura.

Radiante scambio – è un esempio di trasferire l'energia termica del sole per superficie terrestre, che è responsabile per la radiazione infrarossa preferibilmente. Per determinare la quantità di calore raggiunge la superficie della terra, sono stati costruiti numerose stazioni che monitorano la variazione dell'indicatore.

convezione

circolazione del flusso d'aria di convezione è direttamente correlata al fenomeno di trasferimento di calore. Non importa quanto calore abbiamo riportato un liquido o gas, le molecole di soluto cominciano a muoversi più velocemente. Per questo motivo, la pressione dell'intero sistema è ridotta e la quantità di, al contrario, aumenta. Questo è il motivo per cui il movimento di aria calda o altro gas fluisce verso l'alto.

L'esempio più semplice di utilizzo del fenomeno della convezione nel riscaldamento degli ambienti di casa può essere chiamato tramite batterie. Si trovano nella parte inferiore della camera non è così, e per riscaldare l'aria che era a salire, portando al flusso di circolazione attraverso la camera.

Come si può misurare la quantità di calore?

Il calore di riscaldamento o raffreddamento viene calcolata matematicamente utilizzando uno speciale dispositivo – calorimetro. Installazione Insulated rappresentato da un grande vaso pieno d'acqua. un termometro per misurare la temperatura iniziale del mezzo si abbassa nel liquido. Poi immersi nel corpo acqua riscaldata per calcolare la variazione di temperatura del fluido dopo la costituzione di equilibrio.

Aumentando o diminuendo il mezzo t è determinato, la quantità di calore per il riscaldamento del corpo per essere spesa. Il calorimetro è un dispositivo semplice che può registrare la variazione di temperatura.

Inoltre, utilizzando un calorimetro può calcolare la quantità di calore liberato durante la combustione dei materiali. A tale scopo, un vaso pieno d'acqua, collocata "la bomba". Questa "bomba" è un recipiente chiuso in cui si trova la sostanza in esame. Per questo riassunto elettrodi speciali per l'accensione e la camera viene riempita con ossigeno. Dopo agente combustione completa registrata variazione della temperatura dell'acqua.

Durante questi esperimenti stabilito che le fonti di calore sono reazioni chimiche e nucleari. reazioni nucleari avvengono negli strati più profondi della Terra, formando la fornitura di calore principale dell'intero pianeta. Essi sono utilizzati anche da uomo per produrre energia durante la fusione.

Esempi di reazioni chimiche bruciano sostanze e decomposizione di polimeri per monomeri nel sistema digestivo umano. La qualità e la quantità dei legami chimici nella molecola determina quanto calore starà fuori alla fine.

Ciò che viene misurato dal calore?

L'unità di misura calore nel sistema SI è il joule (J). Inoltre, le unità non-SI sono utilizzati nella vita di tutti i giorni – calorico. 1 caloria pari a 4,1868 J e lo standard internazionale basato su 4.184 J. termochimica. In precedenza incontrato britannico BTU unità termica, che è raramente usato dagli scienziati. 1 BTU = 1.055 J.