Nhiệt - đó là ... Thế nào là lượng nhiệt giải phóng trong quá trình đốt cháy?

Tất cả các chất có năng lượng nội bộ. Giá trị này được đặc trưng bởi một số tính chất vật lý và hóa học, trong đó đặc biệt cần chú ý đến nhiệt. Giá trị này là một giá trị toán học trừu tượng mô tả sức mạnh của chất tương tác phân tử. Hiểu cơ chế trao đổi nhiệt có thể giúp trả lời câu hỏi, những gì lượng nhiệt giải phóng trong quá trình làm mát và sưởi ấm chất và đốt họ.

Lịch sử của sự phát hiện của nhiệt

Ban đầu, hiện tượng truyền nhiệt được mô tả là rất đơn giản và rõ ràng: nếu nhiệt độ của vật liệu tăng lên, nó được cái nóng, và trong trường hợp làm mát, nó phân bổ nó đối với môi trường. Tuy nhiên, sức nóng - nó không được coi là một thành phần của chất lỏng hoặc cơ thể đã được nghĩ ba thế kỷ trước. Người ngây thơ tin rằng chất bao gồm hai phần: các phân tử và ấm áp. Bây giờ ít nhớ rằng thuật ngữ "nhiệt độ" trong tiếng Latin có nghĩa là "hỗn hợp", và, ví dụ, một đồng nói đến như "thiếc và đồng nhiệt độ".

Trong thế kỷ 17, có hai giả thuyết rằng có thể giải thích rõ hiện tượng nhiệt và nhiệt chuyển nhượng. Đầu tiên đề xuất năm 1613, Galileo. từ ngữ của nó là: "Nhiệt - đó là một chất không bình thường có thể thâm nhập vào bất kỳ của cơ thể và ra khỏi chúng." Galileo tên calo chất này. Ông lập luận rằng calo không thể biến mất hoặc bị phá hủy, và chỉ có thể di chuyển từ một thân thể khác. Theo đó, càng có nhiều trong chất calo, cao hơn nhiệt độ của nó.

Giả thuyết thứ hai đến năm 1620, và đề nghị nó vào nhà triết học Bacon. Ông lưu ý rằng dưới thổi mạnh của búa sắt nóng lên. Nguyên tắc này hoạt động và thúc đẩy ngọn lửa bởi ma sát, dẫn Bacon để suy nghĩ về bản chất phân tử của nhiệt. Ông khẳng định rằng tác động cơ học trên cơ thể của các phân tử của nó bắt đầu đập vào nhau, để tăng tốc độ di chuyển và do đó tăng nhiệt độ.

Kết quả là kết luận của các giả thuyết thứ hai mà nóng - kết quả của tác động cơ học chất phân tử với nhau. Lý thuyết này cho một thời gian dài cố gắng để biện minh và chứng minh bằng thực nghiệm Lomonosov.

Nhiệt - đó là thước đo năng lượng nội bộ,

học giả hiện đại đã đi đến kết luận sau: năng lượng nhiệt là kết quả của sự tương tác giữa các phân tử của vật chất, tức là .. Năng lượng nội bộ của cơ thể. vận tốc hạt phụ thuộc vào nhiệt độ và giá trị nhiệt là tỷ lệ thuận với khối lượng của chất. Ví dụ, một xô nước có một năng lượng nhiệt cao hơn so với cốc đầy. Tuy nhiên chiếc đĩa với chất lỏng nóng có thể chỉ còn lại ít nhiệt hơn so với lưu vực lạnh.

lý thuyết calo, được đề xuất trong thế kỷ 17, Galileo, các nhà khoa học đã bác bỏ J. Joel và B. Rumford. Họ đã chứng minh rằng sức nóng không có bất kỳ trọng lượng và được đặc trưng độc quyền bởi chuyển động cơ học của các phân tử.

lượng nhiệt phát hành trong suốt quá trình đốt cháy chất là gì? nhiệt dung riêng của đốt

Cho đến nay, các nguồn năng lượng linh hoạt và sử dụng rộng rãi là than bùn, dầu, than đá, khí tự nhiên hoặc gỗ. Quá trình đốt cháy của các chất này được phân bổ một số tiền nhất định của nhiệt được sử dụng để sưởi ấm, bắt đầu cơ chế và những thứ tương tự. D. Làm thế nào có thể tính toán giá trị này trong thực tế?

Với khái niệm này được giới thiệu nhiệt dung riêng đốt. Giá trị này phụ thuộc vào số lượng nhiệt mà được giải phóng khi đốt 1 kg của một chất nào đó. Nó được thiết kế bởi các q thư và được đo bằng J / kg. Dưới đây là bảng giá trị của q một số trong những loại phổ biến nhất của nhiên liệu.

Kỹ sư xây dựng và động cơ tính toán cần phải biết lượng nhiệt giải phóng trong quá trình đốt cháy của một số tiền nhất định của chất. Đối với điều này chúng ta có thể sử dụng các phép đo gián tiếp theo công thức Q = qm, nơi Q - là giá trị nhiệt của các chất, q - nhiệt dung riêng của đốt (giá trị bảng), và m - một khối lượng nhất định.

hình thành nhiệt trong quá trình cháy được dựa trên hiện tượng giải phóng năng lượng trong việc hình thành liên kết hóa học. Ví dụ đơn giản nhất là quá trình đốt cháy carbon được chứa trong bất kỳ của các loại nhiên liệu hiện đại. Carbon được đốt trong sự hiện diện của không khí và kết hợp với oxy để tạo thành carbon dioxide. Sự hình thành liên kết hóa học xảy ra với giải phóng năng lượng nhiệt trong môi trường, và năng lượng của con người phù hợp để sử dụng cho mục đích riêng của họ.

Thật không may, chi tiêu thiếu thận trọng của các nguồn tài nguyên có giá trị như dầu hoặc than bùn, có thể sớm dẫn đến sự cạn kiệt của các nguồn sản xuất các nhiên liệu. Đã hiện nay có rất thiết bị điện và các mẫu xe thậm chí còn mới, được dựa trên các nguồn năng lượng thay thế như ánh sáng mặt trời, nước, hoặc năng lượng của vỏ trái đất.

truyền nhiệt

Khả năng trao đổi năng lượng nhiệt trong cơ thể hoặc từ một thân thể khác được gọi là truyền nhiệt. Đây hiện tượng xảy ra một cách tự phát và chỉ xảy ra khi chênh lệch nhiệt độ. Trong trường hợp đơn giản nhất, năng lượng nhiệt được chuyển từ một nước nóng hơn với một cơ thể ít nước nóng cho đến khi cho đến khi cân bằng được thiết lập.

Body tùy chọn được bên ngoài để hiện tượng truyền nhiệt xảy ra. Trong mọi trường hợp, việc thành lập trạng thái cân bằng có thể xảy ra và một khoảng cách ngắn giữa các đối tượng này, nhưng với tốc độ chậm hơn so với khi họ tiếp xúc.

truyền nhiệt có thể được chia thành ba loại:

1. Độ dẫn nhiệt.

2. Đối lưu.

3. Việc trao đổi rạng rỡ.

dẫn nhiệt

Hiện tượng này được dựa trên việc chuyển giao năng lượng nhiệt giữa các nguyên tử hoặc phân tử của vật chất. Nguyên nhân của truyền - phong trào ngẫu nhiên của các phân tử và va chạm liên tục của họ. Nhờ đó nhiệt được truyền từ một phân tử để chuỗi khác.

Xem hiện tượng dẫn nhiệt có thể đánh lửa của bất kỳ tài liệu sắt khi bề mặt ban đỏ kéo dài suốt và dần dần làm suy giảm (một số tiền nhất định của nhiệt được giải phóng vào môi trường).

J. Fourier bắt nguồn một công thức cho dòng nhiệt, mà đã thu thập tất cả các đại lượng ảnh hưởng đến mức độ của vật liệu dẫn nhiệt (xem. Hình dưới đây).

Trong công thức này, / t Q - dòng nhiệt, λ - hệ số dẫn nhiệt, S - diện tích mặt cắt ngang, T / X - tỷ lệ chênh lệch nhiệt độ giữa kết thúc cơ thể nằm ở một khoảng cách nhất định.

dẫn nhiệt là giá trị lập bảng. Nó có giá trị thiết thực cho cách điện của một ngôi nhà hoặc cách nhiệt thiết bị.

nhiệt bức xạ

Một cách khác để làm nóng, mà là dựa trên hiện tượng bức xạ điện từ. Nó khác với các đối lưu và dẫn nhiệt là sự truyền năng lượng có thể xảy ra trong không gian chân không. Tuy nhiên, như trong trường hợp đầu tiên, phải có một sự khác biệt nhiệt độ.

Radiant trao đổi - là một ví dụ về chuyển năng lượng nhiệt của mặt trời đến bề mặt trái đất, có trách nhiệm đối với bức xạ tốt tia hồng ngoại. Để xác định có bao nhiêu nhiệt đạt đến bề mặt trái đất, họ đã xây dựng nhiều trạm theo dõi sự thay đổi của chỉ số.

đối lưu

Đối lưu di chuyển luồng khí có liên quan trực tiếp đến hiện tượng truyền nhiệt. Không có vấn đề bao nhiêu nhiệt chúng tôi báo cáo một chất lỏng hoặc khí, các phân tử chất tan bắt đầu di chuyển nhanh hơn. Bởi vì điều này, áp lực của toàn bộ hệ thống bị giảm và số lượng, ngược lại, sẽ tăng lên. Đây là lý do tại sao sự chuyển động của không khí ấm áp hay chất khí khác chảy lên trên.

Ví dụ đơn giản nhất của việc sử dụng của hiện tượng đối lưu trong sưởi ấm không gian nhà có thể được gọi thông qua pin. Chúng nằm ở dưới cùng của căn phòng không chỉ là như vậy, và để làm nóng không khí đó đã tăng lên, dẫn đến dòng chảy lưu thông khắp căn phòng.

Làm thế nào bạn có thể đo lượng nhiệt?

Hơi nóng của lò sưởi hoặc làm mát được tính toán toán học sử dụng một thiết bị đặc biệt - nhiệt lượng. Cài đặt cách nhiệt được đại diện bởi một tàu lớn chứa đầy nước. một nhiệt kế để đo nhiệt độ ban đầu của môi trường được hạ xuống trong chất lỏng. Sau đó nhúng vào cơ thể nước nóng để tính toán sự thay đổi nhiệt độ chất lỏng sau khi thành lập trạng thái cân bằng.

Bằng cách tăng hoặc giảm t trung bình được xác định, số lượng nhiệt để sưởi ấm cơ thể được chi tiêu. Nhiệt lượng là một thiết bị đơn giản mà có thể đăng ký sự thay đổi nhiệt độ.

Ngoài ra, sử dụng một nhiệt lượng kế có thể tính toán bao nhiêu nhiệt được giải phóng trong quá trình đốt cháy của vật liệu. Với mục đích này, một tàu chứa đầy nước, đặt "bom". "Quả bom" Đây là một bình kín, trong đó chất thử nghiệm nằm. Để tóm tắt này điện cực đặc biệt để đánh lửa và buồng được làm đầy với oxy. Sau khi đại lý đốt cháy hoàn toàn ghi thay đổi nhiệt độ nước.

Trong những thí nghiệm chứng minh rằng các nguồn nhiệt là phản ứng hóa học và hạt nhân. phản ứng hạt nhân xảy ra ở các lớp sâu hơn của Trái Đất, tạo thành việc cung cấp nhiệt chính của toàn bộ hành tinh. Họ cũng được sử dụng bởi người đàn ông để sản xuất năng lượng trong phản ứng tổng hợp.

Ví dụ về các phản ứng hóa học được đốt chất và phân hủy các polyme để monome trong hệ thống tiêu hóa của con người. Chất lượng và số lượng của các liên kết hóa học trong phân tử xác định có bao nhiêu nhiệt sẽ nổi bật cuối cùng.

Những gì được đo bằng nhiệt?

Đơn vị đo nhiệt trong hệ thống SI là joule (J). Ngoài ra, các đơn vị phi SI được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày - calo. 1 calo tương đương với 4,1868 J và các tiêu chuẩn quốc tế dựa trên 4184 J. nhiệt hóa học. Đầu gặp Anh BTU đơn vị nhiệt, mà hiếm khi được sử dụng bởi các nhà khoa học. 1 BTU = 1,055 J.