Формулы для количества теплоты: 404 – Страница не найдена

Содержание

формула для расчета количества теплоты , необходимого для нагревания вещества или выделяемого

Лабараторная работа 5 Измерение плотности твёрдого тела (кусок мыла) Цель работы :Измерить плотность куска мыла Оборудование :весы с разновесами, изме … рительный целиндр с водой Заранее спасибо ​

Масса некоторого вещества составляет 800 кг, а его объём – 0,5 кубических метра. Рассчитайте плотность данного вещества и по таблице плотностей в учеб … нике определите, что это за вещество. ​

Определить массу платиновой пластины, размеры которой 20 см х 50 см х 0,5 мм​

Определите объем баночки с медом, если масса меда составляет 200 грамм. Массу баночки не учитывать.​

найдите массу цельного молока объемом 5 литров​

По какой формуле рассчитывают модуль импульса тела?1) E-m¹22)p-mv 4) E=m g hв2. Импульс какого тела не меняется со временем? 1) спутник летат по круго … вой орбите покруг Земли2) ракета-носитель излетает со стартовой площадки3) парашютист совершает зажжной прыжок 4) книга лежит на столе3.

Два шарика массов по 200 г каждый движутся навстречу друг другу с одинаковыми скоростями. Какое утверждение является верным?А. импульсы шаров равныВ. Проекции импульсов шаров равны1) верно А3) верно А и ВБ. модули импульсов шаров равны2) верно Б4) все утверждения равны4. Чему равен импульс автомобиля массой 3 т. если он движется со скоростью 36 км/ч?1) 60 000 кг-м/с 3) 30 000 кг-м/с2) 108 кг.м/с 4) 36 кг.м/с5. Автомобиль массой 1 т движется со скоростью 36 км/ч. Чему равна его кинетическаяжергн?1) 36-10 дж 3) 5.10²Дж2) 1.10 Дж 4) 648 . 10′ Дж6. Выразите в джоулях работу, равную 0.85 кДж1) 8.5 Дж 31 85 JLM2) 850 Дж4) 8500 Дж7. Как изменится потенциальная энергия тела при уменьшении его массы в 2 раза?1) увеличится в 2 раза 3) увеличится в 4 раза2) уменьшится в 2 раза 4) не изменится8. За какое время двигатель мощностью 30 кВт совершит работу 5 кДж? Ответ выразитесекундах.9. Мяч палает с высоты 45 м. Какую скорость будет иметь мяч перед палением?1) 10 м/с3) 50 м/с2) 30 м/с 4) 100 м/с10. С неподвижной долки массой 50 кг на берег прыгнул мальчик массой 40 кг со скоростью 1 м/с, направленной горизонтально.
Какую скорость приобрела лодка относительно берега?​

Помогите придумать два толстых вопроса по физики 7 класс на тему явление тяготения.сила тяжести

4. Строители в Заполярье иногда используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лёд с вмороженной в него галькой. Ледобетон нас … только прочен, что при работе с ним нередко ломаются даже стальные зубья экскаваторов. На рисунке изображён график зависимости средней плотности ρ блока ледобетона от соотношения V/V0 (здесь V – объём гальки в блоке, V0 – общий объём блока). 1) Пользуясь графиком, определите среднюю плотность блока ледобетона в том случае, когда объёмы входящих в него гальки и льда относятся как 3/1. 2) На сколько средняя плотность гальки, входящей в состав ледобетона, отличается от плотности льда? Нужно с решением и дано

Определите какой путь пройдёт тело за 10 с? (Ответ введите числом в СИ без единиц измерения) ​

Определите среднюю скорость за первые 50 с? (Ответ введите в СИ без единиц измерения)​

Расчет количества теплоты при нагревании и охлаждении в физике

Расчет количества теплоты при нагревании и охлаждении:

Вы уже знаете, что изменить внутреннюю энергию тела можно передачей ему количества теплоты. Как связано изменение внутренней энергии тела, т. е. количество теплоты, с характеристиками самого тела?

Внутренняя энергия тела есть суммарная энергия всех его частиц. Значит, если массу данного тела увеличить в два или три раза, то и количество теплоты, необходимое для его нагревания на одно и то же число градусов, увеличится в два или три раза. Например, на нагревание двух килограммов воды от 20 °C до 80 °C потребуется в два раза больше теплоты, чем на нагревание одного килограмма воды (рис. 40, а).

Очевидно также, что для нагревания воды на

Из этих рассуждений следует подтвержденный опытами вывод. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела, прямо пропорционально его массе и изменению температуры.

А зависит ли количество теплоты, идущее на нагревание, от рода вещества, которое нагревается?

Для ответа на этот вопрос проведем опыт. В два одинаковых стакана нальем по 150 г подсолнечного масла и воды. Поместим в них термометры и поставим на нагреватель (рис.

41).

Получив за одинаковое время от нагревателя равное с водой количество теплоты, масло нагрелось больше, чем вода. Значит, для изменения температуры масла на одну и ту же величину требуется меньше теплоты, чем для изменения температуры такой же массы воды.

Поэтому для всех веществ вводят специальную величину — удельную теплоемкость вещества. Эту величину обозначают буквой с (от лат. capacite — емкость, вместимость). Теперь мы можем записать строгую формулу для количества теплоты, необходимого для нагревания:

Выразим из этой формулы с:

Удельная теплоемкость есть физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать 1 кг данного вещества, чтобы изменить его температуру на 1 °C. Удельная теплоемкость измеряется в джоулях на килограмм-градус Цельсия

Для любознательных:

Часто формулу записывают в виде  Здесь величина называется теплоемкостью тела (обратите внимание — не вещества). Она численно равна количеству теплоты, необходимому для нагревания всей массы тела на 1 °C. Измеряется теплоемкость тела в джоулях на градус Цельсия 

В таблице 1 представлены значения удельной теплоемкости различных веществ (в различных состояниях). Как следует из этой таблицы, среди жидкостей максимальное значение удельной теплоемкости имеет вода: для нагревания 1 кг воды на 1 °C требуется 4200 Дж теплоты — это почти в 2,5 раза больше, чем для нагревания 1 кг подсолнечного масла, и в 35 раз больше, чем для нагревания 1 кг ртути.

Формула дает возможность найти и выделяемую при охлаждении тела теплоту. Так как конечная температура остывшего тела меньше начальной  то изменение температуры оказывается отрицательным числом. Значит, и выделяемое телом количество теплоты выражается отрицательным числом, что обозначает не рост, а убыль внутренней энергии тела.

В заключение заметим, что при теплообмене двух или нескольких тел абсолютное значение количества теплоты, которое отдано более нагретым телом (телами), равно количеству теплоты, которое получено более холодным телом (телами):

Это равенство называется уравнением теплового баланса и выражает, по сути, закон сохранения энергии. Оно справедливо при отсутствии потерь теплоты.
Таблица 1. Удельная теплоемкость некоторых веществ

Главные выводы:

  1. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела (выделившееся при охлаждении), прямо пропорционально его массе, изменению температуры тела и зависит от вещества тела.
  2. Удельная теплоемкость вещества численно равна количеству теплоты, которое надо передать 1 кг данного вещества, чтобы изменить его температуру на 1 °C.
  3. При теплообмене количество теплоты, отданное более горячим телом, равно по модулю количеству теплоты, полученному более холодным телом, если нет потерь теплоты.

Пример решения задачи:

Для купания ребенка в ванночку влили холодную воду массой = 20 кг при температуре  = 12 °C. Какую массу горячей воды при температуре = 80 °C нужно добавить в ванночку, чтобы окончательная температура воды стала = 37 °C? Удельная теплоемкость воды с = 4200

Дано:


Решение

По закону сохранения энергии

Отдавала теплоту горячая вода, изменяя свою температуру от

Холодная вода получила эту теплоту и нагрелась от


Так как нас интересует только модуль  то можно записать:

Тогда

При решении мы пренебрегали потерями теплоты на нагревание ванночки, окружающего воздуха и т. д.

Возможен и другой вариант решения.

Рассчитаем сначала количество теплоты, которое было получено холодной водой:

Полагая, что эта теплота отдана горячей водой, запишем:  Выразим искомую массу:


Ответ:

Расчет количества теплоты, сообщенного телу при его нагревании или выделяемого при его охлаждении

Мы узнали, от каких величин зависит количество теплоты и какими единицами его измеряют.

Для подсчета количества теплоты нужно знать удельную теплоемкость вещества, из которого изготовлено тело, массу этого тела и разность между его начальной и конечной температурой.

Например, нужно подсчитать, какое количество теплоты получила железная деталь массой 5 кг при нагревании на 600 °С.

Удельная теплоемкость железа равна 460 Дж/кг*°С, это означает, что для нагревания железа массой 1 кг на 1 °С требуется 460 Дж.

Для нагревания железа массой 5 кг на 1°С потребуется в 5 раз большее количество теплоты, т. е. 460 Дж X 5 =2300 Дж; для нагревания железа массой 5 кг на 600 °С потребуется еще в 600 раз большее количество теплоты, т. е. 2300 Дж X 600 = 1380 000 Дж.

Итак, чтобы подсчитать количество теплоты, необходимое для нагревания тела, нужно удельную теплоемкость умножить на массу тела и на разность между конечной и начальной температурой его.

Указанное правило можно записать в виде формулы, введя следующие обозначения: Q—количество теплоты, c – кудельная теплоемкость вещества, m — масса тела, t1 —начальная и t2 – конечная температура тела. Тогда

Q = cm (t2 — t1).

Пример 1. В железный котел массой 10 кг налито 20 кг воды. Какое количество теплоты нужно передать котлу, чтобы нагреть его вместе с налитой в него водой от 10 до 100 °С?

Оба тела — и котел, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен, и их температуры можно считать одинаковыми. Поэтому и котел, и вода нагреваются на одно и то же число градусов: 100 °С — 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми, ведь их массы и удельные теплоемкости различны.

Количество теплоты, полученное котлом, равно:

Q1=c1m1(t2 – t1),

Q1 =460 Дж/кг*°С • 10 кг • 90°С=414 000 Дж ≈ 400 кДж.

Количество теплоты, полученное водой, равно:

Q2 = c2m2(t2 – t1),

Q2 = 4200 Дж/кг*°С • 20 кг • 90°С = 7560000 Дж≈7600 кДж.

На нагревание и котла, и воды израсходовано количество теплоты:

Q=Q1 + Q2,

Q = 400 кДж+7 600 кДж = 8 000 кДж

Пример 2. Смешали 0,8 кг воды, имеющей температуру 25°С, и 0,2 кг кипятка. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислить, какое количество теплоты отдал при остывании кипяток и какое количество теплоты получила, при нагревании более холодная вода. Сравнить эти количества теплоты.

Кипяток остыл от 100 до 40 °С, при этом он отдал количество теплоты:

Q1 =  c1m1(t2 — t1),

Q1 = 4 200 Дж/кг*°С • 0,2 кг • (100° С – 40° С) = 50 400 Дж.

Вода, в которую был влит кипяток, нагрелась от 25 до 40 °С и получила количество теплоты:

Q2 = c2m2(t – t1),

Q2 = 4 200 Дж/кг*°С • 0,8 кг • (40° С – 25° С) = 50 400 Дж.

Мы видим, что количество теплоты, отданное горячей водой, и количество теплоты, полученное холодной водой, равны между собой. Это не случайный результат. Опыт показывает, что если между телами происходит теплообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается настолько, насколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

Однако если провести более точные измерения в опытах по смешиванию горячей и холодной воды, то точного равенства отданной и полученной энергии не получится. Отданная энергия будет больше полученной. Объясняется это тем, что часть энергии во время опыта передается воздуху и сосуду. Разница в отданном и полученном количестве теплоты будет тем меньше, чем меньше потерь энергии допускается в опыте.

Вопросы. 1. Что нужно знать, чтобы подсчитать количество теплоты, полученное телом при нагревании? 2. Объясните на примере, как подсчитывают количество теплоты, сообщенное телу при его нагревании или выделяющееся при его охлаждении. 3. Как записывают формулу для подсчета количества теплоты? 4. Какой вывод можно сделать из опыта по смешиванию холодной и горячей воды?

Упражнения.

  1. Удельная теплоемкость алюминия равна 920 Дж/кг • ° С. Что это означает?
  2. Какая из указанных в таблице 6 жидкостей быстрее нагревается при одинаковых условиях нагревания? Почему?
  3. Почему в качестве охладителя (например, при охлаждении двигателя внутреннего сгорания) из всех жидкостей выгоднее всего применять воду?
  4. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания: а) чугунного утюга массой 1,5 кг на 200° С, б) алюминиевой ложки массой 50 г от 20 до 90° С, в) кирпичной печи массой 2 т от 10 до 60°С,

Закон Джоуля-Ленца



При прохождении электрического тока через металлический проводник электроны сталкиваются то с нейтральными молекулами, то с молекулами, потерявшими электроны.
Движущийся электрон либо отщепляет от нейтральной молекулы новый электрон, теряя свою кинетическую энергию и образуя новый положительный ион, либо соединяется с молекулой, потерявшей электрон (с положительным ионом), образуя нейтральную молекулу.
При столкновении электронов с молекулами расходуется энергия, которая превращается в тепло.

Любое движение, при котором преодолевается сопротивление, требует эатраты определенной энергии.

Так, например, для перемещения какого -либо тела преодолевается сопротивление трения, и работа, затраченная на это, превращается в тепло.
Электрическое сопротивление проводника играет ту же роль, что и сопротивление трения.

Таким образом, для проведения тока через проводник источник тока затрачивает некоторую энергию, которая превращается в тепло.
Переход электрической энергии в тепловую отражает закон Ленца — Джоуля
или закон теплового действия тока.

Русский ученый Ленц и английский физик Джоуль одновременно и независимо один от другого установили, что

при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику.

Это положение называется законом Ленца – Джоуля.
Если обозначить количество теплоты, создаваемое током, буквой Q (Дж),  ток, протекающий по проводнику – I, сопротивление проводника – R и время, в течение которого ток протекал по проводнику – t, то закону Ленца – Джоуля можно придать следующее выражение:
Q = I2Rt.
Так как I = U/R и R = U/I, то Q = (U2/R) t = UIt.

Значение мощности, при выделении определённого количества тепла

Скачать можно здесь


(Подробно и доходчиво в видеокурсе “В мир электричества – как в первый раз!”)

Количество теплоты, необходимое для плавления тел и выделяющееся при его кристаллизации

Объяснение нового учебного материала.      Для того, чтобы расплавить какое-либо вещество в твердом состоянии, необходимо его нагреть. И при нагревании любого тела отмечается одна любопытная особенность. Особенность такая: температура тела растет вплоть до температуры плавления, а потом останавливается до того момента, пока все тело целиком не перейдет в жидкое состояние. После расплавления температура вновь начинает расти, если, конечно, продолжать нагревание. То есть, существует такой промежуток времени, когда мы нагреваем тело, а оно не нагревается. Куда же девается энергия тепла, которую мы расходуем? Чтобы ответить на этот вопрос, надо заглянуть внутрь тела.

В твердом теле молекулы расположены в определенном порядке в виде кристаллов. Они практически не двигаются, лишь слегка колеблясь на месте. Для того, чтобы вещество перешло в жидкое состояние, молекулам необходимо придать дополнительную энергию, чтобы они смогли вырваться от притяжения соседних молекул в кристалликах. Нагревая тело, мы придаем молекулам эту необходимую энергию. И вот пока все молекулы не получат достаточно энергии и не разрушатся все кристаллы, температура тела не повышается.

при отвердевании вещества выделяют такое же количество тепла, которое требовалось затратить на их расплавление. Молекулы, теряя энергию, образуют кристаллы, будучи не в силах сопротивляться притяжению других молекул. И опять-таки, температура тела не будет понижаться вплоть до того момента, пока не отвердеет все тело, и пока не выделится вся энергия, которая была затрачена на его плавление. То есть удельная теплота плавления показывает, как сколько надо затратить энергии, чтобы расплавить тело массой m, так и сколько энергии выделится при отвердевании данного тела.

Опыты показывают, что для разных веществ одной массы требуется разное количество теплоты для полного его расплавления.

Давайте сами убедимся в этом на примере подготовленного опыта.

 

Демонстрация. Плавление кусочков льда и воска одинаковой массы, находящихся при температуре плавления

 

То есть существует определенная величина, от которой зависит, сколько тепла необходимо поглотить веществу для расплавления или выделить при кристаллизации. И величина эта различна для разных веществ.

Эта величина в физике называется удельная теплота плавления вещества.

Давайте попробуем сформулировать более четкое определение удельной теплоты плавления.

Удельная теплота плавления – это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг кристаллического вещества, взятого при температуре плавления, в жидкость той же температуры.

Опять же, вследствие опытов установлены значения удельной теплота плавления для различных веществ различны и собраны в специальные таблицы, из которых можно почерпнуть эти сведения. Вы можете увидеть подобную таблицу у вас в учебнике на стр.106 или в вашем задачнике на стр.206.

Обозначают удельную теплоту плавления греческой буквой λ (лямбда), а единицей измерения является 1 Дж/кг. Давайте запишем это в тетрадь:

λ – удельная теплота плавления

[λ] – Дж/кг ( таблица)

Чтобы найти количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического тела произвольной массы, надо удельную теплоту плавления этого тела умножить на его массу:

Q=λ • m

Количество теплоты, выделяемое телом, считается отрицательным. Поэтому при расчете количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации вещества массой m, следует пользоваться той же формулой, но со знаком «-»:

Q=-λ • m

Следует помнить, что данные формулы можно применять только к тем телам, которые уже имеют температуру, равную температуре плавления. Если же она отлична от нее, то предварительно следует рассчитать то количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела или которое выделяется телом при кристаллизации.

Температура плавления каждого вещества различна. Мы можем посмотреть ее в таблице стр. 105 в вашем учебнике или в задачнике стр. 207

 

Рассчитайте количество тепловой энергии, необходимое для повышения уровня физики класса 11 JEE_Main

Подсказка: Повышение температуры требует подачи тепла. Теперь количество этого тепла будет пропорционально массе меди и разнице температур между текущей температурой меди и желаемой температурой. Удельная теплоемкость меди будет служить константой пропорциональности.

Используемая формула:
Требуемое количество тепла определяется выражением $ Q = mc \ Delta T $, где $ m $ – масса образца, $ c $ – удельная теплоемкость материала образца и $ \ Delta T $ – изменение температуры.{- 1}} $ и $ \ Delta T = 50 {\ text {K}} $ в уравнении (1) получаем, $ Q = 0,1 \ times 390 \ times 50 = 1950 {\ text {J}} $
$ \ поэтому $ получается, что тепло, необходимое для изменения температуры, составляет $ Q = 1950 {\ text {J}} $.

Итак, правильный вариант – A.

Примечание: При замене значений различных физических величин в любое уравнение убедитесь, что все величины выражены в соответствующих единицах S.I. Если нет, то необходимо произвести необходимое преобразование единиц.Здесь масса образца была выражена в граммах, поэтому перед подстановкой в ​​уравнение (1) мы выразили ее в килограммах в единицах S.I как $ m = 0,1 {\ text {kg}} $. Однако изменение температуры – это, по сути, разница между двумя температурами, и ее значение в шкале Цельсия и шкале Кельвина одинаковы, поэтому мы не делаем преобразование единиц для изменения температуры $ \ Delta T $.

Уравнения охлаждения и нагрева

Явное тепло

Явное тепло в процессе нагрева или охлаждения воздуха (нагрев или холодопроизводительность) можно рассчитать в единицах СИ как

h s = c p ρ q dt (1)

где

ч с = явная теплота (кВт)

c p = удельная теплоемкость воздуха (1.006 кДж / кг o C)

ρ = плотность воздуха (1,202 кг / м 3 )

q = объемный расход воздуха (м 3 / с)

dt = разница температур ( o C)

Или в британских единицах как

h s = 1.08 q dt (1b)

где

h s = явное тепло (БТЕ / ч)

q = объемный расход воздуха (куб. Фут в минуту)

dt = разница температур ( o F)

Пример – Нагревательный воздух, явное тепло

Метрические единицы

Воздушный поток 1 м 3 / с нагревается от 0 до 20 o C . Используя (1) , добавляемое к воздуху явное тепло можно рассчитать как

ч с = (1,006 кДж / кг o C) (1,202 кг / м 3 ) ( 1 м 3 / с ) ((20 o C) – (0 o C))

= 24,2 (кВт)

Имперские единицы

Воздух расход 1 куб. фут / мин нагревается от 32 до 52 o F .Используя (1b) , добавляемое к воздуху явное тепло можно рассчитать как

ч с = 1,08 (1 куб. Фут / мин) ((52 o F) – (32 o F))

= 21,6 (БТЕ / час)

Таблица явной тепловой нагрузки и необходимого объема воздуха

Явная тепловая нагрузка и необходимый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различных перепадах температуры между подпиточным воздухом и воздухом в помещении:

Скрытая теплота

Скрытая теплота, обусловленная влажностью воздуха, может быть рассчитана в единицах СИ как:

h l = ρ h we q dw kg (2)

где

ч л = скрытая теплота (кВт)

ρ = плотность воздуха (1. 202 кг / м 3 )

q = объемный расход воздуха (м 3 / с)

ч we = вода испарения со скрытой теплотой ( 2454 кДж / кг – в воздухе при атмосферном давлении). давление и 20 o C)

dw кг = разница в соотношении влажности (кг воды / кг сухого воздуха)

Скрытая теплота испарения воды может быть рассчитана как

h we = 2494 – 2,2 т (2a)

, где

t = температура испарения ( o C)

Или для британских единиц:

h л = 0.68 q dw gr (2b)

или

h l = 4840 q dw фунтов (2c)

где

h l = скрытое тепло (БТЕ / час)

q = объемный расход воздуха (куб. Фут в минуту)

dw гр = разница в соотношении влажности (зерна воды / фунт сухого воздуха)

dw фунтов = разница в соотношении влажности (фунт воды / фунт сухого воздуха)

Пример – охлаждающий воздух, скрытое тепло

Метрические единицы

Расход воздуха 1 м 3 / с охлаждается с 30 до 10 o C . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

По диаграмме Молье мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 0,0187 кг воды / кг сухого воздуха, и содержание воды в холодном воздухе как 0,0075 кг воды / кг сухого воздуха .

Используя (2) , скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как

ч л = (1.202 кг / м 3 ) ( 2454 кДж / кг ) ( 1 м 3 / с ) (( 0,0187 кг воды / кг сухого воздуха ) – ( 0,0075 кг воды / кг сухой воздух ))

= 34,3 (кВт)

Имперские единицы

Воздушный поток 1 куб. фут / мин охлаждается от 52 до 32 o F . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

По психрометрической диаграмме мы оцениваем содержание воды в горячем воздухе как 45 зерен воды на фунт сухого воздуха , и содержание воды в холодном воздухе как 27 зерен воды на фунт сухого воздуха .

Используя (2b) , скрытое тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как

ч л = 0,68 (1 куб. Фут / мин) (( 45 зерен воды / фунт сухого воздуха ) – ( 27 гран воды / фунт сухого воздуха ))

= 12.2 (БТЕ / час)

Таблица скрытой тепловой нагрузки и необходимого объема воздуха

Скрытая тепловая нагрузка – увлажнение и осушение – и необходимый объем воздуха для поддержания постоянной температуры при различных перепадах температуры между входящим воздухом и воздухом в помещении указаны в таблице диаграмма ниже:

Общее тепло – скрытое и явное тепло

Общее тепло, обусловленное как температурой, так и влажностью, может быть выражено в единицах СИ как:

h t = ρ q dh (3)

, где

ч т = общее количество тепла (кВт)

q = объемный расход воздуха (м 3 / с)

ρ = плотность воздуха (1. 202 кг / м 3 )

dh = разница энтальпий (кДж / кг)

Или – в британских единицах:

h t = 4,5 q dh (3b)

где

ч т = общее тепло (британских тепловых единиц / час)

q = объемный расход воздуха (кубические футы в минуту)

dh = разница энтальпий (британских тепловых единиц в минуту) / фунт сухого воздуха)

Общее количество тепла также можно выразить как:

ч т = ч с + ч л

= 1.08 q dt + 0,68 q dw gr (4)

Пример – охлаждающий или нагревающий воздух, общее количество тепла

Метрические единицы

Воздушный поток 1 м 3 / с охлаждается от 30 до 10 o C . Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

По диаграмме Молье мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 77 кДж / кг сухого воздуха, и энтальпию в холодном воздухе как 28 кДж / кг сухого воздуха .

Используя (3) , общее явное и скрытое тепло, удаляемое из воздуха, можно рассчитать как

ч т = (1,202 кг / м 3 ) ( 1 м 3 / с ) (( 77 кДж / кг сухого воздуха ) – (28 кДж / кг сухого воздуха ))

= 58,9 (кВт)

Имперские единицы

Расход воздуха 1 куб. фут / мин охлаждается с 52 до 32 o F .Относительная влажность воздуха составляет 70% в начале и 100% в конце процесса охлаждения.

Из психрометрической диаграммы мы оцениваем энтальпию воды в горячем воздухе как 19 БТЕ / фунт сухого воздуха , и энтальпию в холодном воздухе равную 13,5 БТЕ / фунт сухого воздуха .

Используя (3b) , общее явное и скрытое тепло, удаляемое из воздуха, можно рассчитать как

h t = 4.5 (1 куб. Фут / мин) (( 19 БТЕ / фунт сухого воздуха ) – ( 13,5 БТЕ / фунт сухого воздуха ))

= 24,8 (БТЕ / ч)

SHR – Коэффициент явного тепла

Коэффициент явного тепла можно выразить как

SHR = h с / час t (6)

, где

SHR = Коэффициент явного тепла

ч с = явное тепло

ч т = общее тепло (явное и скрытое)

Лекция по энтальпии CHM1045

Лекция по энтальпии CHM1045

Энтальпия

Нижеследующее содержание является сутью 23-й лекции по общей химии.В этой лекции мы дополнительно обсуждаем энтальпию и вводим ее расчет с использованием теплоты образования и закона Гесса.

Подробнее об энтальпии

Как мы определили в предыдущей лекции, энтальпия – это мера тепла, получаемого или теряемого системой при постоянном давлении. Это также функция состояния, то есть ее значение связано только с текущим статусом. Таким образом, изменение энтальпии определяется начальным и конечным количеством тепла, и его не волнует, как процесс проходил между этими двумя точками.Мы говорим, что значение “не зависит от пути”

Дополнительные свойства энтальпии:

1. Энтальпия – обширная собственность. Величина ΔH зависит от количества потребляемых реагентов. Удвоение количества реагентов увеличивает вдвое энтальпию.

2. Обращение химической реакции приводит к тому же значению энтальпии, но противоположного знака.

3.Изменение энтальпии реакции зависит от состояния реагентов и продуктов. Должны быть указаны состояния (т. е. g, l, s или aq).

Пример проблемы с использованием значения энтальпии:

CH 4 (г) + 2O 2 (г) -> CO 2 (г) + 2H 2 O (г) ΔH = -802 кДж

Учитывая приведенное выше термохимическое уравнение для горения метана, сколько тепловой энергии выделяется при сжигании 4,5 граммов метана (в системе постоянного давления)?

Сначала определите количество молей метана: 4.5 г x 1 моль / 16 г метана = 0,28125 моль Ch5

Затем умножьте количество молей на известную показанную энтальпию на моль: 0,28125 * -802 кДж = -225,56 кДж или -2,3e2 кДж

Вы можете заметить, что единицы измерения энтальпии показаны только в кДж, а не в кДж / моль в реакции. Этот недостаток единицы на моль является довольно распространенным явлением, но считается, что единица на моль присутствует, даже если она не записана, что-то вроде коэффициента 1 в сбалансированной химической реакции. Глядя на приведенную выше реакцию, вы можете увидеть, что значение энтальпии для реакции составляет 1 моль метана, 2 моля кислорода или 1 моль диоксида углерода и т. Д.

Значения энтальпии

Значения энтальпии для многих веществ уже определены экспериментально и легко доступны в таблицах физических констант. Значения обычно берутся в так называемом «стандартном состоянии». Это наиболее стабильное состояние вещества при давлении 1 атм и заданной температуре, обычно 25 o C и концентрации 1M для всех веществ в растворе.

Стандартное термодинамическое состояние определяется таким образом, чтобы разные ученые могли сравнивать результаты

Стандартная энтальпия реакции – ΔH o Rxn – изменение энтальпии при стандартных условиях 1 атм и 298.15 К.

Будьте осторожны, не путайте «Стандартное состояние» с STP, поскольку это два разных состояния.

Есть много других типов энтальпий:

Энтальпии физических изменений

  • ΔHfus – энтальпия плавления – количество тепла, необходимое для превращения твердого вещества в жидкость
  • ΔHvap – энтальпия парообразования – количество тепла, необходимое для превращения жидкости в газ
  • ΔHsub – энтальпия сублимации – тепло, необходимое для превращения твердого тела в газ

Одной из наиболее используемых энтальпий является энтальпия образования. Стандартная энтальпия образования (ΔH o F ) – это изменение тепла, которое происходит, когда один моль соединения образуется из его элементов (в наиболее стабильной / естественной форме) при давлении 1 атм. Стандартная энтальпия образования любого элемента в его наиболее стабильной форме равна нулю.

Обратите внимание, что элементы в их наиболее стабильной или естественной элементной форме имеют ΔH o F , равное нулю, в то время как те формы, которые нестабильны или требуют процесса для образования, имеют значение ΔH o F .

Стандартная энтальпия реакции

Стандартная энтальпия реакции (ΔH o Rxn ) – это энтальпия реакции, проводимой при 1 атм. Мы уже узнали об одном процессе, с помощью которого мы можем вычислить энтальпию реакции в калориметрии. Сейчас мы изучим еще два метода:

1) Теплота реакции от стандартных плавок образования

2) Теплота реакции из расчета закона Гесса

Расчет теплоты реакции по стандартной теплоте образования основан на следующих уравнениях:

Теплота реакции может быть рассчитана на основе теплоты образования каждой молекулы в реакции. Приведенное выше уравнение показывает, что значение ΔH o Rxn рассчитывается как сумма молей продуктов, умноженных на их значения ΔH o F минус сумма молей реагентов, умноженная на их ΔH . o F значений.

Закон Гесса: когда реагенты превращаются в продукты, изменение энтальпии одинаково, независимо от того, протекает ли реакция в одну стадию или в серию стадий. Помните, что энтальпия – это функция состояния.Не имеет значения, как вы туда доберетесь, только то, где вы начинаете и заканчиваете.

Вот пример того, как выполнить расчет этого типа:

Третий процесс, с помощью которого вы можете вычислить теплоту реакции, – это использование процесса, называемого законом Гесса. Другой способ сформулировать закон Гесса: изменение энтальпии всего процесса – это сумма изменений энтальпии его отдельных шагов.

Процесс, необходимый для ответа на вышеприведенный вопрос, основан на том принципе, что если вы добавляете два или более уравнений, чтобы получить новое уравнение, вы должны добавить ΔH, чтобы получить ΔH для нового уравнения.

Перед тем, как мы начнем, пара правил:

1) Если вы умножаете уравнение на значение, чтобы получить количество молей, которое соответствует необходимой реакции, вы должны умножить ΔH на то же значение.

2) Если вы перевернете реакцию, чтобы получить молекулу с правильной стороны, соответствующей нужной реакции, вы измените знак значения ΔH для этой реакции.

«Целевая» реакция: S (т.) + 3/2 O 2 (г) → SO 3 (г) ΔH =?

В двух приведенных нам реакциях сера находится в уравнении 1 и имеет правильную форму, поэтому мы просто копируем это уравнение как есть. Второе уравнение содержит необходимый нам триоксид серы, но в неправильном количестве. Поскольку в уравнении два, нам придется разделить все уравнение на два, чтобы привести его в правильную форму, не забывая также сократить значение энтальпии вдвое:

S (т) + O 2 (г) → SO 2 (г) H 1 = -296,0 кДж

1/2 (2 SO 2 (г) + O 2 (г) → 2SO 3 (г) H 2 = -198,2 кДж)

После деления два уравнения готовы к сложению.Мы можем отменить все, что появляется в обеих частях уравнения в равных количествах:

S (т) + O 2 (г) → SO 2 (г) H 1 = -296,0 кДж

SO 2 (г) +1/2 O 2 (г) → SO 3 (г) H 2 = -99,1 кДж

S (т) + 3/2 O 2 (г) → SO 3 (г) ΔH = -395,1 кДж

Вот веб-сайт с множеством практических викторин по всем трем типам вычислений энтальпии: Здесь

В заключение, на данный момент мы узнали 3 способа рассчитать теплоту реакции:

Примерно через месяц, как только мы научимся рисовать структуры Льюиса, вы научитесь четвертому методу с использованием значений энергии связи.

Теплоемкость газов – определение, расчет, единицы, формула

Что такое теплоемкость?

Теплоемкость (удельная) газов определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма газов на единицу градуса, но на моль газа называется молярной теплоемкостью или просто теплоемкостью. Обычно уравнение теплоемкости, выраженное при постоянном давлении (C p ) и объеме (C v ) и единицах энергии, используется для его расчета в физике или химии.

Одноатомные молекулы благородных газов, такие как гелий, неон, аргон, при нагревании в постоянном объеме подводимое тепло будет использоваться для увеличения поступательной кинетической энергии, поскольку эти молекулы не имеют колебательного или вращательного момента. Эти одноатомные газы при постоянном объеме, никакая энергия не может быть использована для выполнения какой-либо механической работы. Но если мы нагреваем при постоянном давлении, газ расширяется относительно поршня и совершает механическую работу. Для многоатомных газов подводимое тепло использует не только поступательную кинетическую энергию, но также энергию колебаний или вращения.

Твердые тела также имеют теплоемкость, измеренную на основе экспериментальных данных Dulong petit, согласно которым атомная теплота всех кристаллических твердых элементов является постоянной величиной и приблизительно равна 6,4 калории. Атомная теплота – это произведение удельной теплоемкости и атомной массы элемента. Этот закон действует для многих элементов периодической таблицы, таких как серебро, золото, алюминий, свинец, железо и т. Д.

Единицы тепловой мощности

Удельная теплоемкость является обширным свойством с единицей J K -1 кг -1 , потому что количество тепла, необходимое для повышения температуры, зависит от массы веществ.Но молярная теплоемкость является интенсивным свойством в термодинамике, имеющем единицу J K -1 моль -1 . Мы также используем единицы измерения CGS и калории для определения теплоемкости твердых и газообразных веществ. Но если мы сохранили молярную и удельную теплоемкость, то на моль и на грамм или кг, использованные в этих единицах.

Теплоемкость при постоянном давлении

Количество тепла или тепловой энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма вещества на 1 ° К, называется удельной теплоемкостью, а для одного моля – молярной теплоемкостью.Следовательно, C p = M × c p , где C p измеряется при постоянном давлении, а c p – их удельная теплоемкость. По этой формуле температура одного грамма-моля газа, повышенная на один градус при постоянном давлении, называется теплоемкостью при постоянном давлении или просто C p .

Теплоемкость при постоянном объеме

Снова из определения, C v = M × c v , где C v измеряется при постоянном объеме, c v – их удельная теплоемкость.Следовательно, повышение температуры одного грамма-моля газа на один градус при постоянном объеме называется теплоемкостью при постоянном объеме или просто C v .

Теплоемкость в термодинамике

Следовательно, как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и теплоемкость свободной энергии, также термодинамические свойства. Пусть dq энергия, необходимая для повышения температуры dT для одного моля газообразного вещества. Следовательно, термодинамическое определение удельной теплоемкости C = dq / dT, где dq = функция пути.Следовательно, значения изменения тепла зависят от фактического процесса, который проводился для этого измерения. Но мы можем наложить определенные ограничения, чтобы получить точные значения C p и C v . Обычные ограничения – при постоянном давлении и постоянном объеме.

Значения Cp и Cv для газов

Расчет C p или C v зависит от давления и объема, особенно в случае свойств газов. Следовательно, наблюдаемое количество в двух операциях будет различным.Следовательно, для измерения теплоемкости необходимо указать условия давления и объема. При изучении химии и физики под таблицей приведены C p , C v, и C p / C v или γ некоторых газов при давлении 1 атм и температуре 298 K,

Газы CP CV γ
Аргон (Ar) 4,97 2.98 1,66
Гелий (He) 4,97 2,98 1,66
Ртуть (Hg) 5,00 3,00 1,67
Водород (H 2 ) 6,85 4,86 ​​ 1,40
Азот (N 2 ) 6,96 4,97 1,40
Кислород (O 2 ) 7.03 5,03 1,40
Двуокись углерода (CO 2 ) 8,83 6,80 1,30
Диоксид серы (SO 2 ) 9,65 7,50 1,29
вода (H 2 O) 8,67 6,47 1,34
Метан (CH 4 ) 8,50 6. 50 1.31

Проблема: Газы C p и C v составляют 0,125 и 0,075 кал. Гм -1 K -1 соответственно, как рассчитать молекулярную массу и формулу газа из конкретных уравнение теплопроводности. Назовите газ, если возможно.

Раствор: M = 40 и ⋎ = 1,66 (одноатомный), Ar (аргон).

Формула механической работы

Одноатомный газ можно нагревать при постоянном давлении и постоянном объеме в цилиндре, снабженном поршнем.Когда газ расширяется, поршень дает механическую энергию. Чтобы достичь повышения температуры на 1 °, подводимого тепла должно быть достаточно для увеличения энергии молекул, а также для выполнения дополнительной механической работы.

Следовательно, C p равна некоторой механической энергии, необходимой для подъема поршня из объема V 1 до V 2 . C P – C V = механическая работа или энергия = PdV = P (V 2 – V 1 ) = PV 2 – PV 1 . Если газы подчиняются закону идеального газа, PV = RT. Следовательно, C p – C v = R (T + 1) – RT, или C p – C v = R = 2 калории.

Формула теплоемкости

Рассмотрим одноатомные газы, такие как аргон или гелий. Если такие газы нагреваются до постоянного объема, это используется для увеличения кинетической энергии трансляции. Поскольку одноатомные молекулы газа не могут ни поглощаться, ни при колебательном, ни во вращательном движении. Если не использовать тепло для выполнения какой-либо механической работы по расширению, когда объем газа остается постоянным.Следовательно, кинетическая энергия для одномольных идеальных газов при температуре T E = 3PV / 2 = 3RT / 2. Увеличение кинетической энергии на 1 ° повышения температуры для одноатомного газа гелия или аргона, ΔE = 3 {R (T + 1) – RT} / 2 = 3R / 2 = 3 калории.

Тепло, подаваемое при постоянном объеме, равно увеличению кинетической энергии на единицу повышения температуры. Следовательно, C v = ΔE = 3 калории. Для одного моля одноатомного газа отношение C p / C v универсально выражается символом γ, вычисленным по следующему уравнению, γ = C p / C v и C p – C v = Р.Следовательно, γ = (C v + R) / C v
= (3 + 2) / 3 = 1,66.

Cp и Cv для многоатомного газа

Для многоатомных молекул подводимое тепло используется не только для увеличения кинетической энергии, но также для увеличения энергии колебаний или вращения. Пусть x калорий будет использовано для увеличения вибрации или вращения.

C p – C v = 2 калории остаются постоянными для этого уравнения энергии, но расчет C p / C v отличается от газа к газу.

Уравнение энергии и удельная теплоемкость

Тепло, подаваемое на один грамм-моль газа, поддерживаемого в постоянном объеме для повышения температуры на один градус, имеет C v для одноатомных или многоатомных газов. Но одноатомные газы используют эту энергию для увеличения поступательной кинетической энергии, а многоатомные газы используют ее для увеличения поступательной, колебательной и вращательной кинетической энергии.

Расчет теплоемкости

Экспериментальные и расчетные значения C p и C v отличаются следующими фактами.Из-за идеального расположения одноатомных газов C v / R = 1,5. Следовательно, значение C p и C v не зависит от температуры в широком диапазоне. Для многоатомных газов были обнаружены две точки нарушения порядка: первая всегда ниже прогнозируемого значения, а вторая заметна в зависимости от температуры. Наблюдаемые значения теплоемкости многоатомных газов лежат в диапазоне от 2,5 до 3,5.

Классическая механика не описывает изменение этих молекулярных свойств.Поэтому мы используем квантовую механику. Принцип равнораспределения выводится из классического рассмотрения непрерывного поглощения энергии атомом, регулируемого распределением Максвелла. Колебательная и вращательная энергия выражаются в дискретных единицах, но измеренное значение удельной теплоемкости газа или газов объясняется только на основе квантового уравнения. При высоких температурах уровни энергии довольно близки, и наблюдаемый спектр будет непрерывным, и уравнение теплоемкости для молекул газа будет справедливым.

Расчет необходимой мощности для комнаты

Энергия 29 июн 2020

Было бы полезно знать волшебную формулу, которая даст нам количество тепла, необходимое для обогрева отдельной комнаты или всего дома. К счастью, есть несколько формул, позволяющих приблизиться к фактическому результату, но они допускают погрешность. Почему предел погрешности? Это связано с тем, что не все дома одинаковы.

Чтобы рассчитать необходимое отопление, мы должны учитывать размер и объем дома, ориентацию, размер и количество окон, тип изоляции стен и крыши и т. Д.

ДВЕ ПОЛЕЗНЫЕ ФОРМУЛЫ

Обычно мощность, необходимая для электрического обогрева, рассчитывается в ваттах.

Мощность: умножьте площадь в футах на 10. Для комнаты 20 футов на 20 футов мы получим 400 квадратных футов, умноженных на 10, чтобы получить 4000 ватт. Количество ватт = площадь x 10.

Этот результат действителен для домов, в которых есть комнаты с высотой потолков 8 футов. В случае современных домов с потолками выше 8 футов, практическое правило расчета – 1.25 Вт на кубический фут. Принимая во внимание предыдущий пример, высота потолка 9 футов составит 400 квадратных футов x 9 x 1,25 = 4500 Вт. Количество ватт = площадь x высота x 1,25.

Если вы подозреваете, что стены или потолок имеют дефекты изоляции, можете добавить несколько процентных пунктов к расчету. То же самое можно сказать и о стенах с большими окнами. После выполнения расчетов для существующего дома нам может потребоваться добавить дополнительные обогреватели, такие как конвекторы или приточно-вытяжные устройства.

И наоборот, если комната имеет окна и хорошо ориентирована на солнце, мы можем придерживаться обычного расчета.

Наилучшая оценка потребностей дома в отоплении будет сделана сложением результатов для каждой комнаты.

В Северной Америке до сих пор можно найти БТЕ / час, который используется как мера мощности при обогреве. Формула для преобразования БТЕ в кВт следующая: P (кВт) = P (БТЕ / ч) / 3412,14.

Если мы полагаемся исключительно на электрические плинтусы в качестве источника тепла, их обычно устанавливают у основания окон, чтобы обеспечить наилучшее распределение тепла.В этом случае не стесняйтесь разделить общую требуемую мощность на количество окон в каждой комнате.

Для получения дополнительной информации о типе отопительного оборудования для конкретной комнаты или всего дома посетите следующую страницу.

Теплоемкость – Веб-формулы

Краткое описание:
Тепловая мощность определяется как:


d T : изменение температуры
d ‘ Q : тепло добавлено в систему

Теплоемкость (постоянный объем)
Для постоянного объема теплоемкость определяется как:
C v = d U / d T

Теплоемкость (постоянное давление)
Для постоянного давления теплоемкость определяется как:
C p = d ‘ Q / d T

Подробнее о теплоемкости:
теплоемкость тела – это количество энергии, необходимое для изменения его температуры на 1 o C. Теплоемкость C системы – это отношение тепла, добавляемого к системе или отводимого из системы, к результирующему изменению температуры:

C = q / Δ T = δ q / dT [Дж / град]

Теплоемкость тела зависит от того, из какого вещества (веществ) оно состоит, и от массы различных веществ в теле. Удельная теплоемкость вещества – это количество энергии, необходимое для изменения температуры 1 кг вещества на 1 o C.

Это определение действительно только при отсутствии фазовых переходов.

Единицы удельной теплоемкости джоули

кг -1 o C -1 .

Новое состояние системы не определяется только T, необходимо указать или ограничить вторую переменную:

: теплоемкость при постоянном объеме
: теплоемкость при постоянном давлении

Тот факт, что δ q не функция состояния и зависит от пути, что отражается в зависимости теплоемкости на пути, cp ≠ cv

(Обратите внимание, что маленький c используется для производного интенсивного количества на массу, на объем или на моль, по сравнению с заглавная C означает экстенсивное количество. Для системы, содержащей n моль C p = nc p и C v = nc v , где c v и c p – молярные значения).

c v и c p можно измерить экспериментально

изобарный процесс: dH = δq = c p dT
изохорный процесс: dU = δq = c v dT

H и U можно вычислить из c p и c v

c v VS c p
Если материалу позволяют расширяться при нагревании, как это влияет на его теплоемкость?

Так как U = U (V, T)

Дифференциация по T при постоянном P дает:

: работа расширения при постоянном P из-за повышения температуры на dT

: работа расширения по отношению к внутреннему силы сцепления из-за повышения температуры на dT

Расчет энтальпии по теплоемкости
Для P = constant и dH = c p dT интегрирование дает:

Пример (1)
Пусть найдем энтальпию меди при 500 К.
c p ≈ 24,4 Джмоль -1 K -1 для меди при 1 атм.

Из первого закона мы можем рассчитать только разность ΔH – нужна эталонная энтальпия при 1 атм, а 298 K называется энтальпией образования , h398. Для чистых элементов в их состояниях равновесия H 298 = 0.

Энтальпия веществ, отличных от чистых элементов, также может быть рассчитана.
Энтальпия соединения при 298 К = условная теплота образования вещества из элементов.

Пример (2)
Для окисления меди при 25 o C: Cu твердый + 1 / 2C 2 газ = CuO твердый

Реакция экзотермическая – тепло и / или произведены работы.

Пример (3)
Какова удельная теплоемкость воды?
Ответ: Удельная теплоемкость воды S вода = 4200 джоулей кг -1 o C -1 (приблизительно)

Пример (4) каковы два основных конкретных (или молярных) ) теплоемкости газов?
Ответ: Два основных принципа удельной (или молярной) теплоемкости газов:
Удельная (или молярная) теплоемкость при постоянном объеме, C v
Удельная (или молярная) теплоемкость при постоянном давлении, C p

A Накопитель тепла

Часть A: Океан Земли: накопитель тепла

Три четверти поверхности Земли покрыто веществом, которое является очень эффективным материалом для хранения тепла, – водой.Жидкий H 2 O может поглощать и накапливать огромное количество тепловой энергии, не нагреваясь при этом. Эффективность вещества в хранении тепловой энергии зависит от параметра, называемого удельной теплоемкостью.

Удельная теплоемкость – это мера того, сколько энергии что-то поглощает по сравнению с тем, насколько оно нагревается. Точнее, удельная теплоемкость вещества – это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма этого вещества на 1 градус Цельсия.

Посмотрите короткое видео, демонстрирующее «трюк», который зависит от высокой удельной теплоемкости воды.


Количественное определение теплоемкости

Количественные эксперименты показывают, что для повышения температуры 1 г воды на 1 ° C требуется 4,18 Дж тепловой энергии. Таким образом, литр (1000 г) воды, температура которой увеличилась с 24 до 25 ° C, поглотила 4,18 Дж / г ° C x 1000 г x 1 ° C или 4180 джоулей энергии. Для сравнения, спирт (этанол) имеет более низкую удельную теплоемкость: требуется всего 2,2 Джоуля энергии, чтобы повысить температуру одного грамма этанола на один градус Цельсия.

Чтобы рассчитать количество тепловой энергии, полученной или потерянной веществом, умножьте массу вещества на его удельную теплоемкость, умноженную на изменение температуры.

Уравнение тепловой энергии:

q = m x C x ΔT

где:
q = тепловая энергия в Джоулях (Дж)
m = масса вещества в граммах (г)
C = удельная теплоемкость этого вещества в Джоулях на грамм на градус Цельсия (Дж / г ° C)
ΔT = изменение температуры в градусах Цельсия (° C) Изменение рассчитывается путем вычитания начальной температуры из конечной температуры (T f – T i )


Остановись и подумай

1. Учтите, что тропический океан ежедневно много часов подвергается воздействию прямых солнечных лучей. Если верхний 1 см водной поверхности 100 км на 100 км нагревается от 25 до 27 градусов, сколько тепловой энергии поглотила вода?

На каждый см 3 воды приходится один грамм массы. Чтобы вычислить количество описанных см 3 , рассчитайте количество см 2 в области, затем умножьте на 1 см для глубины:
масса воды = 1 г / см 3 x (100 см / м x 1000 м / км x 100 км ) x (100 см / м x 1000 м / км x 100 км ) x 1 см
Используйте свой ответ в уравнении тепловой энергии.

Куда уходит вся эта тепловая энергия?

Океан постоянно движется. Водные потоки движутся через океан под воздействием глобальных ветров и разницы в плотности. Как правило, тепловая энергия, получаемая водой в тропических регионах, перемещается к полюсам.

Хотя мы не видим течения на фотографических изображениях, мы можем обнаружить их на изображениях температуры поверхности моря (SST), подобных изображению справа. Инструменты на нескольких спутниках на околоземной орбите собирают данные, которые затем обрабатываются, чтобы показать температуру поверхности воды.

NOAA Посмотрите начало этой анимации и обратите внимание, что течение Гольфстрима движется на север в Атлантическом океане, и весь Атлантический океан нагревается по мере смены сезонов. Наблюдая за анимацией, мысленно представьте течение как реку тепловой энергии. Сделайте паузу примерно на 24 секунды и начните снова через 10 секунд, чтобы увидеть повтор года. Используйте кнопку «Температура поверхности моря» справа.
NOAA Посмотрите оставшуюся часть анимации, чтобы увидеть визуализацию так называемой аномалии температуры поверхности моря в Гольфстриме.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *