열량 : 개념, 계산, 적용. 열량, 비열용량

(또는 열전달).

물질의 비열 용량.

열용량- 1도 가열했을 때 신체가 흡수하는 열량입니다.

신체의 열용량은 자본으로 표시됩니다. 라틴 문자 와 함께.

신체의 열용량은 무엇에 달려 있습니까? 우선, 질량에서. 예를 들어 가열하려면 1kg의 물이 필요하다는 것이 분명합니다. 더 많은 열 200g을 가열하는 것보다.

물질의 종류는 어떻습니까? 실험을 해보자. 두 개의 동일한 용기를 가져다가 그 중 하나에 무게가 400인 물을 붓고 다른 하나에는 - 식물성 기름무게가 400g이므로 동일한 버너를 사용하여 가열을 시작하겠습니다. 온도계 수치를 관찰하면 오일이 빠르게 가열되는 것을 볼 수 있습니다. 물과 기름을 같은 온도로 가열하려면 물을 더 오랫동안 가열해야 합니다. 하지만 물을 오랫동안 가열할수록 많은 분량버너로부터 열을 받습니다.

따라서 동일한 질량의 서로 다른 물질을 동일한 온도로 가열하려면 서로 다른 양의 열이 필요합니다. 신체를 가열하는 데 필요한 열량과 그에 따른 열용량은 신체를 구성하는 물질의 유형에 따라 달라집니다.

예를 들어, 1kg의 물의 온도를 1°C 높이려면 4200J에 해당하는 열량이 필요하고, 같은 질량을 1°C만큼 가열하려면 해바라기 유필요한 열량은 1700J입니다.

어떤 물질 1kg을 1℃만큼 가열하는데 필요한 열량을 나타내는 물리량을 물리량이라고 합니다. 비열 용량이 물질의.

각 물질에는 고유한 특성이 있습니다. 비열는 라틴 문자 c로 표시되며 킬로그램도당 줄(J/(kg °C))로 측정됩니다.

서로 다른 응집 상태(고체, 액체, 기체)에서 동일한 물질의 비열 용량이 다릅니다. 예를 들어, 물의 비열 용량은 4200 J/(kg °C)이고 얼음의 비열 용량은 2100 J/(kg °C)입니다. 고체 상태의 알루미늄은 비열 용량이 920 J/(kg - °C)이고, 액체 상태에서 - 1080 J/(kg - °C)입니다.

물은 비열 용량이 매우 높습니다. 따라서 여름에 뜨거워지는 바다와 바다의 물은 공기로부터 많은 양의 열을 흡수합니다. 덕분에 큰 수역 근처에 위치한 곳에서는 여름이 물에서 멀리 떨어진 곳만큼 덥지 않습니다.

본체를 가열하는 데 필요하거나 냉각 중에 본체에서 방출되는 열량을 계산합니다.

위에서부터 물체를 가열하는 데 필요한 열량은 물체를 구성하는 물질의 유형(즉, 비열 용량)과 물체의 질량에 따라 다르다는 것이 분명합니다. 열의 양은 체온을 몇도까지 올릴 것인지에 달려 있다는 것도 분명합니다.

따라서 몸체를 가열하는 데 필요하거나 냉각 중에 방출되는 열량을 결정하려면 몸체의 비열 용량에 질량을 곱하고 최종 온도와 초기 온도의 차이를 곱해야 합니다.

큐 = 센티미터 (티 2 - 티 1 ) ,

어디 큐- 열량, 씨- 비열 용량, 중- 체질량, 티 1 - 초기 온도, 티 2 - 최종 온도.

몸에 열이 오르면 ~ 2 > 티 1 따라서 큐 > 0 . 몸이 시원해지면 t 2i< 티 1 따라서 큐< 0 .

몸 전체의 열용량을 알면 와 함께, 큐다음 공식에 의해 결정됩니다.

Q = C(티 2 - 티 1 ) .

운동 81.
Fe가 환원되는 동안 방출되는 열량을 계산하십시오. 2O 3 335.1g의 철을 얻은 경우 금속 알루미늄. 답: 2543.1kJ.
해결책:
반응 방정식:

= (Al 2 O 3) - (Fe 2 O 3) = -1669.8 -(-822.1) = -847.7 kJ

335.1g의 철을 섭취할 때 방출되는 열량은 다음 비율로 계산됩니다.

(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : 엑스; x = (0847.7 . 335,1)/ (2 . 55.85) = 2543.1kJ,

여기서 철의 원자 질량은 55.85입니다.

답변: 2543.1kJ.

반응의 열 효과

작업 82.
텅빈 에탄올 C2H5OH는 에틸렌 C 2 H 4 (g)와 수증기의 상호작용에 의해 얻을 수 있습니다. 먼저 열 효과를 계산한 후 이 반응의 열화학 반응식을 작성하십시오. 답: -45.76kJ.
해결책:
반응 방정식은 다음과 같습니다.

C2H4(g) + H2O(g) = C2H5OH(g); = ?

물질의 표준 형성열 값은 특수 표에 나와 있습니다. 단순 물질의 생성열은 일반적으로 0으로 가정됩니다. 헤스의 법칙의 결과를 사용하여 반응의 열 효과를 계산해 보겠습니다.

= (C2H5OH) – [(C2H4) + (H2O)] =
= -235.1 -[(52.28) + (-241.83)] = - 45.76kJ

응집 또는 결정 변형 상태와 열 효과의 수치가 화합물 기호 옆에 표시되는 반응 방정식을 열화학이라고합니다. 열화학 방정식에서 특별히 명시하지 않는 한 일정한 압력 Qp에서의 열 효과 값은 시스템의 엔탈피 변화와 동일하게 표시됩니다. 값은 일반적으로 방정식 오른쪽에 쉼표나 세미콜론으로 구분되어 표시됩니다. 다음 약어가 허용됩니다. 집합 상태물질: G- 기체, 그리고- 액체, 에게

반응으로 인해 열이 방출되면< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C2H4(g) + H2O(g) = C2H5OH(g); = - 45.76kJ.

답변:- 45.76kJ.

과제 83.
다음 열화학 방정식을 기반으로 산화철(II)과 수소의 환원 반응의 열 효과를 계산합니다.

a) EO(k) + CO(g) = Fe(k) + CO 2 (g); = -13.18kJ;
b) CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g); = -283.0kJ;
c) H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g); = -241.83kJ.
답: +27.99 kJ.

해결책:
산화철(II)을 수소로 환원시키는 반응식의 형식은 다음과 같습니다.

EeO(k) + H2(g) = Fe(k) + H2O(g); = ?

= (H2O) – [(FeO)

물 형성 열은 다음 방정식으로 표현됩니다.

H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g); = -241.83kJ,

산화철(II)의 형성 열은 식(b)에서 식(a)를 빼서 계산할 수 있다.

=(c) - (b) - (a) = -241.83 – [-283.o – (-13.18)] = +27.99 kJ.

답변:+27.99kJ.

작업 84.
기체 황화수소와 이산화탄소가 상호 작용하면 수증기와 이황화탄소 CS 2 (g)가 형성됩니다. 이 반응의 열화학 반응식을 작성하고 먼저 열 효과를 계산하십시오. 답: +65.43 kJ.
해결책:
G- 기체, 그리고- 액체, 에게-- 결정체. 예를 들어 O 2, H 2 등과 같이 물질의 응집 상태가 분명한 경우 이러한 기호는 생략됩니다.
반응 방정식은 다음과 같습니다.

2H2S(g) + CO2(g) = 2H2O(g) + CS2(g); = ?

물질의 표준 형성열 값은 특수 표에 나와 있습니다. 단순 물질의 생성열은 일반적으로 0으로 가정됩니다. 반응의 열 효과는 헤스의 법칙의 결과를 사용하여 계산할 수 있습니다.

= (H 2 O) + (СS 2) – [(H 2 S) + (СO 2)];
= 2(-241.83) + 115.28 – = +65.43kJ.

2H2S(g) + CO2(g) = 2H2O(g) + CS2(g); = +65.43kJ.

답변:+65.43kJ.

열화학 반응식

과제 85.
CO(g)와 수소 사이의 반응에 대한 열화학 반응식을 쓰십시오. 그 결과 CH 4(g)와 H 2 O(g)가 형성됩니다. 67.2리터의 메탄이 얻어지면 이 반응 동안 얼마나 많은 열이 방출됩니까? 정상적인 조건? 답: 618.48kJ.
해결책:
응집 또는 결정 변형 상태와 열 효과의 수치가 화합물 기호 옆에 표시되는 반응 방정식을 열화학이라고합니다. 열화학 방정식에서는 특별히 명시하지 않는 한 시스템의 엔탈피 변화와 동일한 일정한 압력 Q p에서의 열 효과 값이 표시됩니다. 값은 일반적으로 방정식 오른쪽에 쉼표나 세미콜론으로 구분되어 표시됩니다. 물질의 응집 상태에 대해 다음과 같은 약칭이 허용됩니다. G- 기체, 그리고- 무엇, 에게- 결정질. 예를 들어 O 2, H 2 등과 같이 물질의 응집 상태가 분명한 경우 이러한 기호는 생략됩니다.
반응 방정식은 다음과 같습니다.

CO(g) + 3H2(g) = CH4(g) + H2O(g); = ?

= (H2O) + (CH4) – (CO)];
= (-241.83) + (-74.84) – (-110.52) = -206.16kJ.

열화학 방정식은 다음과 같습니다.

22,4 : -206,16 = 67,2 : 엑스; x = 67.2(-206.16)/22Ω4 = -618.48kJ; Q = 618.48kJ.

답변: 618.48kJ.

형성열

작업 86.
반응의 열 효과는 형성 열과 동일합니다. 다음 열화학 방정식을 기반으로 NO 형성 열을 계산합니다.
a) 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(l); = -1168.80kJ;
b) 4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(l); = -1530.28kJ
답: 90.37kJ.
해결책:
표준 생성열은 표준 조건(T = 298K, p = 1.0325.105Pa)에서 단순 물질로부터 이 물질 1몰이 형성되는 반응열과 같습니다. 단순 물질로부터 NO의 형성은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

1/2N 2 + 1/2O 2 = 아니오

4 mol의 NO를 생성하는 반응 (a)와 2 mol의 N2를 생성하는 반응 (b)가 주어집니다. 산소는 두 반응 모두에 관여합니다. 따라서 NO의 표준 형성 열을 결정하기 위해 다음과 같은 Hess 사이클을 구성합니다. 즉, 방정식 (b)에서 방정식 (a)를 빼야 합니다.

따라서 1/2N 2 + 1/2O 2 = NO; = +90.37kJ.

답변: 618.48kJ.

작업 87.
결정성 염화암모늄은 암모니아와 염화수소 가스의 반응으로 형성됩니다. 먼저 열 효과를 계산한 후 이 반응의 열화학 반응식을 작성하십시오. 정상적인 조건에서 계산할 때, 반응에서 10리터의 암모니아가 소비되면 얼마나 많은 열이 방출됩니까? 답: 78.97kJ.
해결책:
응집 또는 결정 변형 상태와 열 효과의 수치가 화합물 기호 옆에 표시되는 반응 방정식을 열화학이라고합니다. 열화학 방정식에서는 특별히 명시하지 않는 한 시스템의 엔탈피 변화와 동일한 일정한 압력 Q p에서의 열 효과 값이 표시됩니다. 값은 일반적으로 방정식 오른쪽에 쉼표나 세미콜론으로 구분되어 표시됩니다. 다음 사항이 승인되었습니다. 에게-- 결정체. 예를 들어 O 2, H 2 등과 같이 물질의 응집 상태가 분명한 경우 이러한 기호는 생략됩니다.
반응 방정식은 다음과 같습니다.

NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (k). ; = ?

= (NH4Cl) – [(NH3) + (HCl)];
= -315.39 – [-46.19 + (-92.31) = -176.85kJ.

열화학 방정식은 다음과 같습니다.

이 반응에서 10리터의 암모니아가 반응하는 동안 방출되는 열은 다음 비율로 결정됩니다.

22,4 : -176,85 = 10 : 엑스; x = 10(-176.85)/22.4 = -78.97kJ; Q = 78.97kJ.

답변: 78.97kJ.

이번 수업에서 우리는 신체의 내부 에너지, 더 구체적으로 이를 변화시키는 방법을 계속해서 연구할 것입니다. 그리고 이번에 우리가 주목하는 주제는 열전달입니다. 우리는 그것이 어떤 유형으로 나뉘는지, 무엇으로 측정되는지, 열 교환의 결과로 전달되는 열량을 어떤 비율로 계산할 수 있는지 기억하고 신체의 비열 용량에 대한 정의도 제공합니다.

주제: 열역학의 기초
교훈: 열의 양. 비열

우리가 초등학교에서 이미 알고 있고 지난 수업에서 회상했듯이 신체의 내부 에너지를 변경하는 방법에는 작업을 수행하거나 일정량의 열을 전달하는 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째 방법에 대해서는 지난 수업에서 이미 알고 있었지만, 두 번째 방법에 대해서도 8학년 과정에서 많이 이야기했습니다.

일을 하지 않고 열(열량이나 에너지)이 전달되는 과정을 열교환 또는 열전달이라고 합니다. 우리가 알고 있듯이 전송 메커니즘에 따르면 세 가지 유형으로 나뉩니다.

열 전도성
전달
방사능

이러한 과정 중 하나의 결과로 일정량의 열이 신체로 전달되며 그 값은 실제로 변합니다. 내부에너지. 이 수량을 특성화해 보겠습니다.

정의. 열량. 지정 - Q. 측정 단위 - J. 체온이 변할 때(내부 에너지의 변화와 동일) 이 변화에 소비되는 열량은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

여기: - 체중; - 신체의 비열 용량; - 체온의 변화.

더욱이, 즉 냉각 중에 신체가 일정량의 열을 포기했거나 부정적인 양의 열이 신체로 전달되었다고 말합니다. 즉, 신체의 가열이 관찰되면 전달되는 열의 양은 물론 긍정적일 것입니다.

특별한 관심신체의 비열 용량에 따라 지불되어야 합니다.

정의. 비열- 물질 1kg을 1도 가열하기 위해 전달되어야 하는 열량과 수치적으로 동일한 값입니다. 비열 용량은 각 개별 물질에 대한 개별 값입니다. 따라서 이는 물질의 열이 어느 부분으로 전달되는지 알고 있다면 분명히 알려진 표 값입니다.

비열의 SI 단위는 위 방정식에서 얻을 수 있습니다.

따라서:

이제 일정량의 열 전달이 물질의 응집 상태를 변화시키는 경우를 고려해 보겠습니다. 이러한 전이를 용융, 결정화, 증발 및 응축이라고 부릅니다.

액체에서 액체로 전환하는 동안 입체그 반대의 경우에도 열량은 다음 공식으로 계산됩니다.

여기: - 체중; - 비열신체의 용융(물질 1kg을 완전히 녹이는 데 필요한 열량).

신체를 녹이기 위해서는 일정량의 열을 전달해야 하며, 응축 과정에서 신체 자체가 방출됩니다. 환경어느 정도의 열.

액체에서 기체로 또는 그 반대로 이동할 때 열량은 다음 공식으로 계산됩니다.

여기: - 체중; - 신체의 비열(물질 1kg을 완전히 증발시키는 데 필요한 열량).

액체를 증발시키려면 일정량의 열을 전달해야 하며, 응축할 때 증기 자체가 일정량의 열을 환경으로 방출합니다.

또한 결정화를 통한 용융과 응축을 통한 증발이 모두 일정한 온도(각각 녹는점과 끓는점)에서 발생한다는 점을 강조해야 합니다(그림 1).

쌀. 1. 수용된 물질의 양에 대한 온도(섭씨) 의존성 그래프 ()

이와 별도로 특정 질량의 연료를 연소하는 동안 방출되는 열량을 계산하는 것은 주목할 가치가 있습니다.

여기: - 연료의 질량; - 연료 연소 비열 (연료 1kg을 연소하는 동안 방출되는 열량).

다른 물질에 대해 비열 용량이 사용된다는 사실 외에도 특별한주의를 기울여야합니다. 다른 의미, 이 매개변수는 동일한 물질에 대해 다를 수 있습니다. 다른 조건. 예를 들어, 일정한 부피에서 발생하는 가열 공정()과 일정한 압력에서 발생하는 공정()에 대해 서로 다른 비열 용량이 구별됩니다.

몰 열용량과 단순한 열용량 사이에도 차이가 있습니다.

정의. 몰 열용량 () - 물질 1몰을 1도 가열하는데 필요한 열량.

열용량 (씨) - 특정 질량의 물질의 일부를 1도 가열하는 데 필요한 열량. 열용량과 비열용량의 관계:

다음 강의에서는 내부 에너지의 변화를 기체의 일과 전달되는 열량과 연관시키는 열역학 제1법칙과 같은 중요한 법칙을 살펴보겠습니다.

서지

Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z. 분자물리학. 열역학. - M .: 버스타드, 2010.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. 물리학 10학년. -M .: Ilexa, 2005.
Kasyanov V.A. 물리학 10학년. - M .: 버스타드, 2010.

Academician ()에 대한 사전 및 백과 사전.
Tt.pstu.ru ().
Elementy.ru ().

숙제

페이지 83: 번호 643-646. 물리학. 문제집. 10-11학년. 림케비치 A.P. - M.: 버스타드, 2013. ()
몰 열용량과 비열 용량은 어떤 관련이 있습니까?
때때로 창문 표면에 김이 서리는 이유는 무엇입니까? 창문의 어느 쪽에서 이런 일이 발생합니까?
어떤 날씨에 웅덩이가 더 빨리 건조됩니까? 고요합니까, 아니면 바람이 불나요?
*녹는 동안 신체가 받은 열은 얼마입니까?

알려진 바와 같이, 다른 기계적 과정변화가 일어난다 기계적 에너지 여음. 기계적 에너지 변화의 척도는 시스템에 가해지는 힘의 작용입니다.

\(~\델타 W_(meh) = A.\)

열교환 중에 신체의 내부 에너지에 변화가 발생합니다. 열 전달 중 내부 에너지 변화의 척도는 열량입니다.

열량열 교환 과정에서 신체가 받는(또는 포기하는) 내부 에너지의 변화를 측정한 것입니다.

따라서 일과 열량은 모두 에너지 변화의 특징을 나타내지만 에너지와 동일하지는 않습니다. 그들은 시스템 자체의 상태를 특성화하지 않지만 상태가 변할 때 한 유형에서 다른 유형으로(한 신체에서 다른 신체로) 에너지 전환 과정을 결정하고 프로세스의 성격에 크게 의존합니다.

일과 열량의 주요 차이점은 일은 에너지가 한 유형에서 다른 유형으로(기계에서 내부로) 변환되는 것과 함께 시스템의 내부 에너지를 변경하는 과정을 특징으로 한다는 것입니다. 열의 양은 에너지 변환을 수반하지 않고 내부 에너지가 한 몸체에서 다른 몸체로(더 가열된 것에서 덜 가열된 것으로) 전달되는 과정을 특징으로 합니다.

경험에 따르면 신체 질량을 가열하는 데 필요한 열량이 중온도에 티 1 ~ 온도 티 2, 공식으로 계산

\(~Q = cm (T_2 - T_1) = cm \델타 T, \qquad (1)\)

어디 씨- 물질의 비열 용량;

\(~c = \frac(Q)(m (T_2 - T_1)).\)

비열 용량의 SI 단위는 킬로그램 켈빈당 줄(J/(kg K))입니다.

비열 씨는 1kg의 물체를 1K만큼 가열하기 위해 1kg의 물체에 전달되어야 하는 열량과 수치적으로 동일합니다.

열용량몸 씨 T는 체온을 1K 변화시키는 데 필요한 열량과 수치적으로 동일합니다.

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = cm.\)

신체 열용량의 SI 단위는 켈빈당 줄(J/K)입니다.

일정한 온도에서 액체를 증기로 변화시키려면 일정량의 열을 소비해야 합니다.

\(~Q = Lm, \qquad (2)\)

어디 엘- 특정 기화열. 증기가 응축되면 동일한 양의 열이 방출됩니다.

결정체의 무게를 녹이기 위해 중녹는점에서 신체는 열의 양을 전달해야 합니다.

\(~Q = \lambda m, \qquad (3)\)

어디 λ - 비융합열. 신체가 결정화되면 동일한 양의 열이 방출됩니다.

연료 덩어리가 완전 연소되는 동안 방출되는 열의 양 중,

\(~Q = qm, \qquad (4)\)

어디 큐- 연소의 비열.

기화, 용융 및 연소의 비열의 SI 단위는 킬로그램당 줄(J/kg)입니다.

문학

Aksenovich L. A. 물리학 고등학교: 이론. 작업. 테스트: 교과서. 일반 교육을 제공하는 기관에 대한 수당. 환경, 교육 / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; 에드. K. S. 파리노. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 154-155.

우리 기사의 초점은 열량입니다. 이 양이 변할 때 변형되는 내부 에너지의 개념을 고려해 보겠습니다. 또한 계산을 적용한 몇 가지 예를 보여 드리겠습니다. 인간 활동.

열

어떤 말로도 모국어각 사람은 자신의 협회를 가지고 있습니다. 그들은 결정된다 개인적인 경험그리고 불합리한 감정. 여러분은 '따뜻함'이라는 단어를 들으면 보통 어떤 생각이 떠오르시나요? 부드러운 담요, 작동하는 배터리 중앙 난방겨울, 먼저 햇빛봄, 고양이 혹은 엄마의 눈빛, 친구의 위로의 말, 시기적절한 관심.

물리학자들은 이것을 매우 구체적인 용어로 사용합니다. 특히 이 복잡하지만 매혹적인 과학의 일부 섹션에서는 매우 중요합니다.

열역학

에너지 보존 법칙의 기반이 되는 가장 단순한 과정과 분리되어 열의 양을 고려하는 것은 가치가 없습니다. 명확한 것은 없습니다. 그러므로 먼저 독자들에게 상기시켜 드리겠습니다.

열역학은 모든 사물이나 물체를 원자, 이온, 분자 등 매우 많은 수의 기본 부품의 조합으로 간주합니다. 그 방정식은 매크로 매개변수가 변경될 때 시스템 전체와 전체의 일부로서 시스템의 집합적 상태의 변화를 설명합니다. 후자는 온도(T로 표시됨), 압력(P), 성분 농도(보통 C)를 나타냅니다.

내부에너지

내부 에너지는 다소 복잡한 용어이므로 열량에 대해 이야기하기 전에 그 의미를 이해할 가치가 있습니다. 물체의 매크로파라미터 값이 증가하거나 감소할 때 변화하는 에너지를 나타내며 기준 시스템에 의존하지 않습니다. 그것은 전체 에너지의 일부입니다. 연구 중인 물체의 질량 중심이 정지해 있는 조건(즉, 운동 성분이 없는 경우)과 일치합니다.

사람이 물체(예: 자전거)가 뜨거워지거나 차가워졌다고 느낄 때, 이는 구성하는 모든 분자와 원자가 이 시스템, 내부 에너지의 변화를 경험했습니다. 그러나 일정한 온도가 이 지표의 보존을 의미하는 것은 아닙니다.

일과 열

모든 열역학 시스템의 내부 에너지는 두 가지 방식으로 변환될 수 있습니다.

그것에 대한 작업을 수행함으로써;
환경과의 열교환 중.

이 프로세스의 공식은 다음과 같습니다.

dU=Q-A, 여기서 U는 내부 에너지, Q는 열, A는 일입니다.

표현의 단순함에 독자가 속지 않도록 하십시오. 재배열에서는 Q=dU+A가 표시되지만 엔트로피(S)를 도입하면 공식이 dQ=dSxT 형식이 됩니다.

이후 이 경우방정식은 미분 방정식의 형태를 취하며, 첫 번째 표현식에는 동일한 방정식이 필요합니다. 다음으로, 연구 대상 물체에 작용하는 힘과 계산되는 매개변수에 따라 필요한 비율이 도출됩니다.

열역학 시스템의 예로 금속구를 생각해 봅시다. 누르고, 던지고, 깊은 우물에 떨어 뜨리면 작업을 수행한다는 의미입니다. 외부 적으로 이러한 모든 무해한 행동은 공에 해를 끼치 지 않지만 내부 에너지는 아주 약간이라도 변경됩니다.

두 번째 방법은 열교환이다. 이제 우리는 이 기사의 주요 목표인 열량이 무엇인지에 대한 설명에 이르렀습니다. 이는 열 교환 중에 발생하는 열역학 시스템의 내부 에너지 변화입니다(위 공식 참조). 줄 또는 칼로리로 측정됩니다. 분명히, 공이 라이터 위에 있거나, 햇빛 아래에 있거나, 단순히 햇빛 아래에 있다면, 따뜻한 손, 그러면 뜨거워질 것입니다. 그리고 온도 변화를 이용하여 그에게 전달된 열의 양을 알아낼 수 있습니다.

가스가 내부 에너지 변화의 가장 좋은 예인 이유와 이로 인해 학생들이 물리학을 좋아하지 않는 이유

위에서 우리는 금속구의 열역학적 매개변수의 변화를 설명했습니다. 특별한 장치 없이는 눈에 띄지 않으며 독자는 대상에서 발생하는 프로세스에 대해서만 단어를 사용할 수 있습니다. 시스템이 가스라면 또 다른 문제입니다. 그것을 누르면 눈에 보이고 가열됩니다. 압력이 상승하고 지하로 낮아지며 쉽게 기록할 수 있습니다. 따라서 교과서에서는 시각적 열역학 시스템으로 가스가 가장 자주 사용됩니다.

하지만 아쉽게도 현대 교육 실제 경험별로 관심을 기울이지 않습니다. 글을 쓰는 과학자 툴킷, 그가 말하는 내용을 완벽하게 이해합니다. 우리 얘기 중이야. 그는 기체 분자의 예를 사용하면 모든 열역학적 매개변수가 적절하게 입증될 것으로 보입니다. 그러나 이제 막 이 세계를 발견한 학생은 이론적 피스톤이 있는 이상적인 플라스크에 대해 듣는 것이 지루합니다. 학교에 실제 연구 실험실이 있고 그곳에서 작업할 시간을 할당했다면 상황은 달라졌을 것입니다. 불행하게도 지금까지는 실험이 종이로만 이루어졌습니다. 그리고 아마도 이것이 바로 사람들이 물리학의 이 분야를 삶과는 거리가 멀고 불필요한 순전히 이론적인 것으로 간주하는 이유입니다.

따라서 우리는 위에서 이미 언급한 자전거를 예로 사용하기로 결정했습니다. 사람이 페달을 밟고 작업을 합니다. 자전거가 공간에서 움직이는 덕분에 전체 메커니즘에 토크를 전달하는 것 외에도 레버를 만드는 재료의 내부 에너지가 변경됩니다. 자전거 타는 사람은 핸들을 눌러 회전하고 다시 작업을 수행합니다.

내부에너지 외부 덮개(플라스틱 또는 금속)이 증가합니다. 사람이 밝은 태양 아래 공터로 나갑니다. 자전거가 뜨거워지고 열량이 변합니다. 오래된 참나무 그늘에서 휴식을 취하면 시스템이 냉각되어 칼로리나 줄이 손실됩니다. 속도 증가 - 에너지 교환이 증가합니다. 그러나 이 모든 경우에 열량을 계산하면 감지할 수 없을 정도로 매우 작은 값이 표시됩니다. 따라서 열역학 물리학의 표현은 다음과 같습니다. 실생활아니요.

열량 변화에 대한 계산 적용

독자는 아마도 이 모든 것이 매우 교육적이라고 말할 것입니다. 그러나 우리는 왜 학교에서 이러한 공식으로 인해 그토록 고통을 받는가? 이제 우리는 인간 활동의 어떤 영역이 직접적으로 필요한지, 그리고 이것이 일상 생활에서 누구에게나 어떤 영향을 미치는지 예를 들어 보겠습니다.

먼저, 주변을 둘러보고 세어보세요. 주변에 금속 물체가 몇 개나 있습니까? 아마 열 개도 넘을 거예요. 그러나 모든 금속은 클립, 마차, 반지 또는 플래시 드라이브가 되기 전에 제련 과정을 거칩니다. 예를 들어 철광석을 처리하는 각 공장은 비용을 최적화하기 위해 얼마나 많은 연료가 필요한지 이해해야 합니다. 그리고 이를 계산할 때 금속 함유 원료의 열용량과 모든 일이 일어나기 위해 전달되어야 하는 열의 양을 알아야 합니다. 기술 프로세스. 연료 단위로 방출되는 에너지는 줄 또는 칼로리로 계산되므로 공식이 직접 필요합니다.

또는 또 다른 예: 대부분의 슈퍼마켓에는 생선, 고기, 과일 등 냉동 식품을 취급하는 부서가 있습니다. 동물 고기 또는 해산물의 원자재를 반제품으로 변환하는 경우 냉동 및 냉동 장치가 완제품 1톤 또는 단위당 소비하는 전력량을 알아야 합니다. 이렇게 하려면 딸기나 오징어 1kg이 섭씨 1도 냉각될 때 손실되는 열량을 계산해야 합니다. 그리고 결국 이것은 특정 전력의 냉동고가 얼마나 많은 전기를 소비하는지 보여줍니다.

비행기, 배, 기차

위에서 우리는 일정량의 열이 전달되거나 반대로 일정량의 열이 빼앗기는 상대적으로 움직이지 않고 정적인 물체의 예를 보여주었습니다. 작동 중에 온도가 끊임없이 변화하는 조건에서 움직이는 물체의 경우 열량 계산이 또 다른 이유로 중요합니다.

"금속 피로"라는 것이 있습니다. 그것도 최대한 포함해서 허용 하중특정 온도 변화율에서. 습한 열대 지방에서 얼어붙은 상층 대기로 이륙하는 비행기를 상상해 보십시오. 엔지니어들은 온도 변화에 따라 나타나는 금속의 균열로 인해 부서지지 않도록 열심히 노력해야 합니다. 그들은 실제 하중을 견딜 수 있고 안전 여유가 큰 합금 구성을 찾고 있습니다. 그리고 실수로 원하는 구성을 발견하기를 바라면서 맹목적으로 검색하지 않으려면 열량의 변화를 포함하는 계산을 포함하여 많은 계산을 수행해야 합니다.