Дулааны хэмжээг тооцоолох нь юу вэ. Биеийг дулаацуулахад шаардагдах дулааны хэмжээг тооцоолох, хөргөх явцад ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолох - Knowledge Hypermarket

Манай нийтлэлийн гол зүйл бол дулааны хэмжээ юм. Энэ хэмжигдэхүүн өөрчлөгдөхөд өөрчлөгддөг дотоод энергийн тухай ойлголтыг авч үзэх болно. Мөн бид хүний ​​үйл ажиллагаанд тооцоолол ашиглах зарим жишээг үзүүлэх болно.

Дулаан

Хүн бүр төрөлх хэл дээрх ямар ч үгтэй өөрийн гэсэн холбоотой байдаг. Тэд хувийн туршлага, үндэслэлгүй мэдрэмжээр тодорхойлогддог. "Халуун" гэдэг үгийг сонсоход танд ихэвчлэн юу бодогддог вэ? Зөөлөн хөнжил, өвлийн улиралд ажилладаг төвлөрсөн халаалтын радиатор, хаврын анхны нарны гэрэл, муур. Эсвэл ээжийн харц, найзынхаа тайвшруулах үг, цаг тухайд нь анхаарал тавих.

Физикчид үүгээрээ маш тодорхой нэр томъёог хэлдэг. Мөн маш чухал, ялангуяа энэ нарийн төвөгтэй боловч сонирхолтой шинжлэх ухааны зарим хэсэгт.

Термодинамик

Эрчим хүчийг хадгалах хууль дээр үндэслэсэн хамгийн энгийн процессуудаас тусад нь дулааны хэмжээг авч үзэх нь үнэ цэнэтэй зүйл биш юм - юу ч тодорхойгүй болно. Тиймээс эхлээд тэдний тухай уншигчдадаа сануулъя.

Термодинамик нь аливаа зүйл, объектыг маш олон тооны энгийн хэсгүүд - атом, ион, молекулуудын нэгдэл гэж үздэг. Түүний тэгшитгэлүүд нь макропараметрүүд өөрчлөгдөх үед системийн хамтын төлөвийн аливаа өөрчлөлтийг бүхэлд нь болон бүхэлд нь нэг хэсэг болгон тодорхойлдог. Сүүлийнх нь температур (T гэж тэмдэглэгдсэн), даралт (P), бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци (ихэвчлэн C) гэсэн утгатай.

Дотоод энерги

Дотоод энерги гэдэг нь нэлээд төвөгтэй нэр томъёо бөгөөд дулааны хэмжээг ярихаас өмнө утгыг нь ойлгох хэрэгтэй. Энэ нь объектын макропараметрийн утга өсөх, буурах үед өөрчлөгдөх энергийг илэрхийлдэг бөгөөд лавлагааны системээс хамаардаггүй. Энэ нь нийт энергийн нэг хэсэг юм. Энэ нь судалж буй зүйлийн массын төв амарч байгаа нөхцөлд (өөрөөр хэлбэл кинетик бүрэлдэхүүн хэсэг байхгүй) үүнтэй давхцдаг.

Хүн ямар нэгэн объект (унадаг дугуй гэх мэт) дулаарч, хөргөж байгааг мэдрэх үед энэ нь тухайн системийг бүрдүүлдэг бүх молекул, атомуудын дотоод энерги өөрчлөгдсөнийг илтгэнэ. Гэсэн хэдий ч тогтмол температур нь энэ үзүүлэлтийг хадгалах гэсэн үг биш юм.

Ажил, дулаан

Аливаа термодинамик системийн дотоод энергийг хоёр аргаар хувиргаж болно.

• үүн дээр ажил хийснээр;
• хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцооны үед.

Энэ процессын томъёо дараах байдалтай байна.

dU=Q-A, энд U нь дотоод энерги, Q нь дулаан, А нь ажил.

Уншигч та энгийн илэрхийлэлд хууртахгүй байх болтугай. Дахин зохион байгуулалт нь Q=dU+A гэдгийг харуулж байгаа боловч энтропи (S)-ийг оруулснаар томьёог dQ=dSxT хэлбэрт авчирдаг.

Энэ тохиолдолд тэгшитгэл нь дифференциал хэлбэртэй байдаг тул эхний илэрхийлэлд ижил зүйлийг шаарддаг. Дараа нь судалж буй объектод үйлчилж буй хүч, тооцоолж буй параметрээс хамааран шаардлагатай харьцааг гаргана.

Металл бөмбөгийг термодинамик системийн жишээ болгон авч үзье. Хэрэв та түүн дээр дарж, бөөлжиж, гүний худаг руу унагавал энэ нь түүн дээр ажиллаж байна гэсэн үг юм. Гаднах байдлаар эдгээр бүх хор хөнөөлгүй үйлдэл нь бөмбөгөнд ямар ч хор хөнөөл учруулахгүй, гэхдээ түүний дотоод энерги бага зэрэг өөрчлөгдөх болно.

Хоёр дахь арга бол дулаан солилцоо юм. Одоо бид энэ өгүүллийн гол зорилгод хүрч ирлээ: дулааны хэмжээ ямар байдаг тухай тайлбар. Энэ нь дулааны солилцооны явцад үүсдэг термодинамик системийн дотоод энергийн өөрчлөлт юм (дээрх томьёог харна уу). Энэ нь жоуль эсвэл калориор хэмжигддэг. Хэрэв та бөмбөгийг асаагуур дээр, наранд эсвэл зүгээр л бүлээн гарт барьвал халах нь ойлгомжтой. Дараа нь та температурын өөрчлөлтийг ашиглан түүнд өгсөн дулааны хэмжээг олох боломжтой.

Яагаад хий бол дотоод энергийн өөрчлөлтийн хамгийн сайн жишээ бөгөөд үүнээс болж сургуулийн сурагчид яагаад физикт дургүй байдаг вэ?

Дээр бид металл бөмбөлгийн термодинамик параметрүүдийн өөрчлөлтийг тайлбарласан. Тусгай төхөөрөмжгүйгээр тэдгээр нь тийм ч мэдэгдэхүйц биш бөгөөд уншигч зөвхөн тухайн объектод тохиолдож буй үйл явцын тухай үгийг авч болно. Хэрэв систем нь хий юм бол энэ нь өөр асуудал юм. Үүн дээр дараарай - энэ нь харагдах болно, халаах болно - даралт нэмэгдэж, газар доор буулгах болно - үүнийг хялбархан бичиж болно. Тиймээс сурах бичигт хийг ихэвчлэн харааны термодинамик систем болгон ашигладаг.

Гэвч харамсалтай нь орчин үеийн боловсролд бодит туршлагад төдийлөн анхаарал хандуулдаггүй. Арга зүйн гарын авлагыг бичиж буй эрдэмтэн юунд өртөж байгааг төгс ойлгодог. Хийн молекулуудын жишээг ашиглан бүх термодинамик параметрүүдийг зохих ёсоор харуулах болно гэж түүнд санагдаж байна. Харин энэ ертөнцийг дөнгөж нээж буй оюутан онолын поршений хамгийн тохиромжтой колбоны тухай сонсоод уйддаг. Сургууль жинхэнэ судалгааны лабораторитой, тэнд ажиллах цагийг хуваарилдаг байсан бол байдал өөр байх байсан. Одоогоор харамсалтай нь туршилтууд зөвхөн цаасан дээр л байна. Энэ нь хүмүүс физикийн энэ салбарыг цэвэр онолын, амьдралаас хол, шаардлагагүй зүйл гэж үздэгийн шалтгаан юм.

Тиймээс бид дээр дурдсан дугуйг жишээ болгон ашиглахаар шийдсэн. Хүн дөрөө дээр дарж, дээр нь ажилладаг. Бүхэл бүтэн механизмд эргүүлэх хүчийг өгөхөөс гадна (унадаг дугуй нь орон зайд хөдөлдөг) хөшүүргийг хийсэн материалын дотоод энерги өөрчлөгддөг. Дугуйчин эргүүлэхийн тулд бариулыг дарж, дахин ажлаа хийнэ.

Гаднах бүрхүүлийн дотоод энерги (хуванцар эсвэл металл) нэмэгддэг. Хүн хурц нарны дор хээрийн талбайд гарч ирдэг - унадаг дугуй халж, дулааны хэмжээ өөрчлөгддөг. Хуучин царс модны сүүдэрт амрахыг зогсоож, систем нь хөргөж, калори эсвэл жоуль алддаг. Хурд нэмэгддэг - эрчим хүчний солилцоо нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр бүх тохиолдолд дулааны хэмжээг тооцоолох нь маш бага, үл мэдэгдэх утгыг харуулах болно. Тиймээс бодит амьдрал дээр термодинамик физикийн илрэл байдаггүй юм шиг санагддаг.

Дулааны хэмжээг өөрчлөх тооцооны хэрэглээ

Уншигч энэ бүхэн их хүмүүжлийн чанартай гэж хэлэх байх, гэтэл бид яагаад ийм томьёогоор сургууль дээрээ ингэж тарчлаана вэ? Одоо бид хүний ​​​​үйл ажиллагааны аль салбарт тэд шууд хэрэгцээтэй байдаг, энэ нь тэдний өдөр тутмын амьдралд хэн нэгэнд хэрхэн хамаатай болохыг жишээ болгон өгөх болно.

Эхлээд эргэн тойрноо хараад тоол: хэр олон металл зүйл таныг хүрээлж байна вэ? Магадгүй арав гаруй байх. Гэхдээ цаасны хавчаар, сүйх тэрэг, бөгж, флаш диск болохын өмнө аливаа металл хайлуулах ажилд ордог. Төмрийн хүдэр боловсруулдаг үйлдвэр бүр зардлыг оновчтой болгохын тулд хэр их түлш шаардагдахыг ойлгох ёстой. Үүнийг тооцоолохдоо бүх технологийн процесс явагдахын тулд металл агуулсан түүхий эдийн дулааны хүчин чадал, түүнд өгөх дулааны хэмжээг мэдэх шаардлагатай. Түлшний нэгжээс ялгарах энергийг жоуль эсвэл калориор тооцдог тул томъёог шууд авах шаардлагатай.

Эсвэл өөр нэг жишээ: ихэнх супермаркетууд хөлдөөсөн бүтээгдэхүүн - загас, мах, жимс зэрэг тасагтай байдаг. Амьтны мах, далайн гаралтай түүхий эдийг хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн болгон хувиргах тохиолдолд хөргөх, хөлдөөх төхөөрөмж тонн эсвэл бэлэн бүтээгдэхүүнд хэр их цахилгаан зарцуулдаг болохыг мэддэг байх ёстой. Үүнийг хийхийн тулд нэг кг гүзээлзгэнэ эсвэл далайн амьтан нэг градусаар хөргөхөд хэр их дулаан алддагийг тооцоолох хэрэгтэй. Эцсийн эцэст энэ нь тодорхой хүчин чадалтай хөлдөөгч хэр их цахилгаан хэрэглэхийг харуулах болно.

Онгоц, хөлөг онгоц, галт тэрэг

Дээр бид тодорхой хэмжээний дулаан өгдөг, эсвэл эсрэгээрээ тодорхой хэмжээний дулааныг авдаг харьцангуй хөдөлгөөнгүй, хөдөлгөөнгүй объектуудын жишээг үзүүлэв. Ашиглалтын явцад температур байнга өөрчлөгдөж байдаг объектын хувьд дулааны хэмжээг тооцоолох нь өөр нэг шалтгааны улмаас чухал ач холбогдолтой юм.

"Металлын ядаргаа" гэж нэг зүйл байдаг. Мөн температурын өөрчлөлтийн тодорхой хурдтай зөвшөөрөгдөх дээд ачааллыг багтаана. Агаарын чийглэг халуун орноос хөлдсөн дээд агаар мандалд хөөрч буй онгоцыг төсөөлөөд үз дээ. Температур өөрчлөгдөхөд металлын хагарлаас болж задрахгүйн тулд инженерүүд шаргуу ажиллах ёстой. Тэд бодит ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай хайлшны найрлагыг эрэлхийлж, аюулгүй байдлын өндөр үзүүлэлттэй байдаг. Хүссэн найрлагадаа санамсаргүйгээр бүдрэх гэж найдаж сохроор хайхгүйн тулд та дулааны хэмжээг өөрчлөх зэрэг олон тооны тооцоолол хийх хэрэгтэй.

Зууханд юу илүү хурдан халах вэ - данх эсвэл хувин ус уу? Хариулт нь тодорхой байна - цайны сав. Дараа нь хоёр дахь асуулт бол яагаад?

Хариулт нь тодорхойгүй - учир нь данханд байгаа усны масс бага байна. Гайхалтай. Одоо та гэртээ бие махбодийн бодит туршлагаа өөрөө хийж болно. Үүнийг хийхийн тулд танд хоёр ижил жижиг сав, тэнцүү хэмжээний ус, ургамлын тос, жишээлбэл, тус бүр хагас литр, зуух хэрэгтэй болно. Тос, устай савыг ижил гал дээр тавь. Одоо юу илүү хурдан халахыг ажиглаарай. Хэрэв та шингэний термометртэй бол үүнийг ашиглаж болно, хэрэв үгүй ​​бол та зүгээр л хуруугаараа температурыг үе үе шалгаж болно, зөвхөн түлэгдэхээс болгоомжлох хэрэгтэй. Ямар ч тохиолдолд тос нь уснаас хамаагүй хурдан халдаг болохыг та удахгүй харах болно. Туршлага хэлбэрээр хэрэгжүүлж болох өөр нэг асуулт. Юу хурдан буцалгах вэ - бүлээн ус эсвэл хүйтэн уу? Бүх зүйл дахин тодорхой боллоо - дулаахан нь барианд хамгийн түрүүнд байх болно. Яагаад энэ бүх хачирхалтай асуулт, туршилтууд байдаг вэ? "Дулааны хэмжээ" гэж нэрлэгддэг физик хэмжигдэхүүнийг тодорхойлох.

Дулааны хэмжээ

Дулааны хэмжээ нь дулаан дамжуулах явцад бие махбодь алддаг эсвэл олж авдаг энерги юм. Энэ нь нэрнээс нь тодорхой харагдаж байна. Хөргөх үед бие нь тодорхой хэмжээний дулаанаа алдаж, халаахад шингэдэг. Мөн бидний асуултын хариулт бидэнд харуулсан Дулааны хэмжээ юунаас хамаардаг вэ?Нэгдүгээрт, биеийн жин их байх тусам түүний температурыг нэг градусаар өөрчлөхөд шаардагдах дулааны хэмжээ их байх болно. Хоёрдугаарт, биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь түүний бүрдсэн бодис, өөрөөр хэлбэл бодисын төрлөөс хамаарна. Гуравдугаарт, дулаан дамжуулахаас өмнө болон дараа биеийн температурын ялгаа нь бидний тооцоололд чухал ач холбогдолтой юм. Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн бид чадна Дулааны хэмжээг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Энд Q нь дулааны хэмжээ,
м - биеийн жин,
(t_2-t_1) - биеийн эхний ба эцсийн температурын зөрүү,
c нь харгалзах хүснэгтээс олдсон бодисын хувийн дулаан багтаамж юм.

Энэ томъёог ашиглан та аливаа биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг эсвэл хөргөх үед энэ биеийг ялгаруулах дулааны хэмжээг тооцоолж болно.

Дулааны хэмжээг ямар ч эрчим хүчний нэгэн адил жоуль (1 Ж)-ээр хэмждэг. Гэсэн хэдий ч энэ утгыг нэвтрүүлээд удаагүй байгаа бөгөөд хүмүүс дулааны хэмжээг эртнээс хэмжиж эхэлсэн. Мөн тэд бидний цаг үед өргөн хэрэглэгддэг нэгжийг ашигласан - калори (1 калори). 1 калори гэдэг нь 1 грамм усыг Цельсийн 1 градусаар халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Эдгээр өгөгдлүүдийг удирдлага болгон идэж буй хоолныхоо илчлэгийг тоолох дуртай хүмүүс зүгээр л зугаацахын тулд өдөрт хоол хүнсэндээ хэрэглэж буй эрчим хүчээр хэдэн литр ус буцалгаж болохыг тооцоолж чаддаг.

Мэдэгдэж байгаагаар янз бүрийн механик процессын явцад механик энерги өөрчлөгддөг Вмэ. Механик энергийн өөрчлөлтийн хэмжүүр нь системд хэрэглэсэн хүчний ажил юм.

\(~\Дельта W_(meh) = A.\)

Дулаан солилцооны үед биеийн дотоод энерги өөрчлөгддөг. Дулаан дамжуулах явцад дотоод энергийн өөрчлөлтийн хэмжүүр нь дулааны хэмжээ юм.

Дулааны хэмжээЭнэ нь дулаан солилцооны явцад биеийн хүлээн авах (эсвэл өгөх) дотоод энергийн өөрчлөлтийн хэмжүүр юм.

Тиймээс ажил болон дулааны хэмжээ хоёулаа энергийн өөрчлөлтийг тодорхойлдог боловч энергитэй ижил биш юм. Эдгээр нь системийн төлөв байдлыг өөрөө тодорхойлдоггүй, харин төлөв байдал өөрчлөгдөх үед энерги нь нэг төрлөөс нөгөөд (нэг биеэс нөгөөд) шилжих үйл явцыг тодорхойлдог бөгөөд үйл явцын шинж чанараас ихээхэн хамаардаг.

Ажил ба дулааны хэмжээ хоёрын гол ялгаа нь ажил нь системийн дотоод энергийг өөрчлөх үйл явцыг тодорхойлдог бөгөөд энергийг нэг төрлөөс нөгөөд (механикаас дотоод руу) хувиргах үйл явц юм. Дулааны хэмжээ нь дотоод энергийг нэг биеэс нөгөө бие рүү (илүү халсанаас бага халсан руу) шилжүүлэх үйл явцыг тодорхойлдог бөгөөд эрчим хүчний хувирал дагалддаггүй.

Туршлагаас харахад биеийн массыг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ мтемператур дээр Т 1 хүртэл температур Т 2, томъёогоор тооцоолно

\(~Q = см (T_2 - T_1) = см \Дельта Т, \qquad (1)\)

Хаана в- бодисын дулааны хувийн багтаамж;

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

Хувийн дулаан багтаамжийн SI нэгж нь кг Келвин (J/(кг К)) тутамд жоуль юм.

Тодорхой дулаан внь 1 кг жинтэй биеийг 1 К-ээр халаахын тулд түүнд өгөх дулааны хэмжээтэй тоон хувьд тэнцүү байна.

Дулааны багтаамжбие C T нь биеийн температурыг 1 К-ээр өөрчлөхөд шаардагдах дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = см.\)

Биеийн дулаан багтаамжийн SI нэгж нь Келвин тутамд Жоуль (J/K) юм.

Тогтмол температурт шингэнийг уур болгон хувиргахын тулд тодорхой хэмжээний дулааныг зарцуулах шаардлагатай

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

Хаана Л- ууршилтын хувийн дулаан. Уур өтгөрүүлэх үед ижил хэмжээний дулаан ялгардаг.

Жинтэй талст биеийг хайлуулахын тулд мхайлах цэг дээр бие нь дулааны хэмжээг дамжуулах шаардлагатай байдаг

\(~Q = \ламбда м, \qquad (3)\)

Хаана λ - хайлуулах тусгай дулаан. Бие талстжих үед ижил хэмжээний дулаан ялгардаг.

Түлшний массыг бүрэн шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээ м,

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

Хаана q- шаталтын тодорхой дулаан.

Ууршилт, хайлах, шатаах тусгай дулааны SI нэгж нь килограмм тутамд жоуль (Ж/кг) юм.

Уран зохиол

Аксенович Л.А. Дунд сургуулийн физик: Онол. Даалгавар. Тест: Сурах бичиг. ерөнхий боловсрол олгодог байгууллагуудын тэтгэмж. хүрээлэн буй орчин, боловсрол / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Эд. К.С.Фарино. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 154-155.

« Физик - 10-р анги"

Материйн агрегат хувиргалт ямар процесст явагддаг вэ?
Бодисын нэгтгэх төлөвийг хэрхэн өөрчлөх вэ?

Та аливаа биеийн дотоод энергийг ажил хийж, 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 ба 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.

Халаахад шингэн ба хатуу бодис бага зэрэг тэлдэг. 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 молекулуудаас хамаагүй их байдаг.

Тогтмол температурт 1 кг жинтэй шингэнийг уур болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээтэй тоогоор тэнцүү хэмжигдэхүүнийг гэнэ. ууршилтын тодорхой дулаан.

Шингэнийг ууршуулах үйл явц 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 дуудна 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.

>>Физик: Биеийг халаахад шаардагдах болон хөргөх явцад түүнээс ялгарах дулааны хэмжээг тооцоолох

Биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг хэрхэн тооцоолох талаар сурахын тулд эхлээд энэ нь ямар хэмжигдэхүүнээс хамаардаг болохыг тогтооцгооё.
Өмнөх догол мөрөөс энэ дулааны хэмжээ нь бие махбодоос бүрдэх бодисын төрлөөс (жишээ нь түүний хувийн дулаанаас) хамаардаг гэдгийг бид аль хэдийн мэдэж байсан.
Q c-аас хамаарна
Гэхдээ энэ нь бүгд биш юм.

Хэрэв бид данханд усаа халааж, зөвхөн дулаацуулахыг хүсч байвал бид удаан хугацаанд халаахгүй. Усыг халуун болгохын тулд бид илүү удаан халаана. Гэхдээ данх халаагчтай удаан байх тусам үүнээс илүү их дулаан авах болно.

Тиймээс халах үед биеийн температур их хэмжээгээр өөрчлөгдөх тусам түүнд шилжүүлэх шаардлагатай дулааны хэмжээ ихсэх болно.

Биеийн анхны температур эхэлж, эцсийн температур хандлагатай байг. Дараа нь биеийн температурын өөрчлөлтийг дараахь ялгаагаар илэрхийлнэ.

Эцэст нь хүн бүр үүнийг мэддэг халаалтЖишээлбэл, 2 кг ус нь 1 кг ус халаахаас илүү их цаг хугацаа (тиймээс илүү их дулаан) шаарддаг. Энэ нь биеийг халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь тухайн биеийн массаас хамаарна гэсэн үг юм.

Тиймээс, дулааны хэмжээг тооцоолохын тулд та бие махбодоос үүссэн бодисын дулааны хувийн багтаамж, энэ биеийн масс, түүний эцсийн ба анхны температурын зөрүүг мэдэх хэрэгтэй.

Жишээлбэл, 5 кг жинтэй төмрийн хэсгийг халаахад хэр их дулаан шаардагдахыг тодорхойлох шаардлагатай бөгөөд түүний анхны температур 20 ° C, эцсийн температур нь 620 ° C байх ёстой.

Хүснэгт 8-аас бид төмрийн хувийн дулаан багтаамж нь c = 460 Ж/(кг°С) болохыг олж мэдэв. Энэ нь 1 кг төмрийг 1 ° C-аар халаахад 460 Ж шаардлагатай гэсэн үг юм.
5 кг төмрийг 1 ° C-аар халаахын тулд 5 дахин их дулаан шаардагдана, өөрөөр хэлбэл. 460 Ж * 5 = 2300 Ж.

Төмрийг 1 хэмээр биш харин халаахын тулд А t = 600 ° C, өөр 600 дахин их дулаан шаардагдах болно, өөрөөр хэлбэл 2300 J X 600 = 1,380,000 Ж. Энэ төмөр 620-аас 20 ° C хүртэл хөргөхөд яг ижил хэмжээний (модуль) дулаан ялгарах болно.

Тиймээс, биеийг халаахад шаардагдах эсвэл хөргөх явцад ялгарах дулааны хэмжээг олохын тулд биеийн хувийн дулааны багтаамжийг түүний масс болон эцсийн ба анхны температурын зөрүүгээр үржүүлэх шаардлагатай.

??? 1. Биеийн халах үед хүлээн авах дулааны хэмжээ нь түүний масс болон температурын өөрчлөлтөөс хамаардаг болохыг харуулсан жишээг өг. 2. Биеийг халаахад шаардагдах буюу түүнээс ялгарах дулааны хэмжээг ямар томьёогоор тооцоолох вэ хөргөх?

С.В. Громов, Н.А. Родина, Физик 8-р анги

Интернэт сайтуудаас уншигчдаас оруулсан

Физикийн даалгавар, хариултыг ангиар нь, физикийн хураангуй татаж авах, 8-р ангийн физикийн хичээлийн төлөвлөлт, сургуулийн сурагчдын хичээлд бэлтгэх бүх зүйл, физикийн хичээлийн тэмдэглэл, физикийн онлайн тест, гэрийн даалгавар, ажил