Fűtőteljesítmény-képletek, egységek és intézkedések



az hőteljesítmény egy test vagy rendszer aránya az a hányados, amely a testhez továbbított hőenergia és a folyamatban tapasztalható hőmérsékletváltozás között van. Egy másik pontosabb meghatározás az, hogy arra utal, hogy mennyi hőre van szükség a testhez vagy a rendszerhez továbbítani, hogy a hőmérséklete fokozjon Kelvin-fokot..

Folyamatosan megtörténik, hogy a legmelegebb testek a leghidegebb testeket hőkezelik olyan folyamatban, amely mindaddig fennáll, amíg a két érintkező test között hőmérsékletkülönbség van. Ezután a hő az az energia, amelyet az egyik rendszerről a másikra továbbít az a tény, hogy van közöttük hőmérséklet-különbség.

Megállapodás szerint hőnek minősül (Q) a rendszer által elnyelt pozitív és a rendszer által átadott negatív hő.

A fentiekből következik, hogy nem minden objektum ugyanolyan könnyedén elnyeli és megtartja a hőt; így bizonyos anyagokat könnyebben melegítenek, mint másokat.

Figyelembe kell venni, hogy végül a test fűtőképessége a test természetétől és összetételétől függ.

index

  • 1 képletek, egységek és intézkedések 
  • 2 Speciális hő
    • 2.1 Különleges vízhő
    • 2.2 Hőátvitel
  • 3 Példa
    • 3.1 1. szakasz
    • 3.2 2. szakasz
    • 3.3 3. szakasz
    • 3.4 4. szakasz
    • 3.5 5. szakasz
  • 4 Referenciák

Képletek, egységek és intézkedések

A hőteljesítmény meghatározható a következő kifejezéssel kezdődően:

C = dQ / dT

Ha a hőmérséklet változása elég kicsi, a fenti kifejezés egyszerűsíthető és helyettesíthető a következővel:

C = Q / ΔT

Ezután a nemzetközi rendszer hőteljesítményének mértékegysége a július per kelvin (J / K)..

A hőteljesítmény állandó C nyomáson mérhetőp vagy állandó C térfogatbanv.

Speciális hő

Gyakran a rendszer hőteljesítménye az anyag mennyiségétől vagy tömegétől függ. Ebben az esetben, ha egy rendszer egyetlen, homogén tulajdonságokkal rendelkező anyagból áll, speciális hőre van szükség, amelyet specifikus hőteljesítménynek is neveznek (c)..

Így a fajhő tömeg a hőmennyiséget kell az egységre vezetjük anyag tömegét, hogy növelje a hőmérséklet kelvinben, és meg lehet határozni a következő kifejezésből:

c = Q / mAT

Ebben az egyenletben m az anyag tömege. Ezért a fajlagos hő mérési egysége ebben az esetben július / kelvin kilogrammonként (J / kg K), vagy július / gramm kelvinenként (J / g K)..

Hasonlóképpen, a moláris fajlagos hő az a hőmennyiség, amelyet egy anyag móljára kell adagolni, hogy növelje hőmérsékletét Kelvin-fokon. És ez a következő kifejezésből határozható meg:

c = Q / n ΔT

Az említett kifejezésben n az anyag szám mólja. Ez azt jelenti, hogy ebben az esetben a fajlagos hő mérési egysége július / kelvin (J / mol K)..

Speciális vízhő

A konkrét futamot sok anyag kerül kiszámításra, és könnyen hozzáférhető asztalok. Az érték a fajhője folyékony víz 1000 cal / kg K = 4186 J / kg K Megfordítva, a fajhője gáz halmazállapotú víz 2080 J / kg K és szilárd állapotban 2050 J / kg K.

Hőátvitel

Ily módon és tekintettel arra, hogy az anyagok túlnyomó többségének konkrét értékei már kiszámításra kerültek, lehetséges a két test vagy rendszer közötti hőátadás meghatározása a következő kifejezésekkel:

Q = c m ΔT

Vagy ha moláris fajlagos hőt használnak:

Q = c n ΔT

Figyelembe kell venni, hogy ezek a kifejezések lehetővé teszik a hőáramok meghatározását, amíg az állapot nem változik.

A folyamat során a állapotváltoztatási beszéd látens hő (L), energiaként definiáljuk a szükséges mennyiségű anyag változtatni fázisban vagy az állam, vagy a szilárd anyag folyékony (fúziós hője, LF) vagy folyadéktól gáznemű (párolgási hő, L. \ tv).

Figyelembe kell venni, hogy az ilyen hő a hő formájában teljesen a fázisváltozás során kerül felhasználásra, és nem változtatja meg a hőmérséklet változását. Ilyen esetekben a párolgási folyamatban a hőáramlás kiszámításához használt kifejezések a következők:

Q = Lv m

Ha a moláris fajlagos hőt használjuk: Q = Lv n

Fúziós folyamatban: Q = LF  m

Ha a moláris fajlagos hőt használjuk: Q = LF n

Általában, mint a konkrét hő esetében, a legtöbb anyag látens fűtése már kiszámított és könnyen hozzáférhető a táblázatokban. Így például a víz esetében:

LF  = 334 kJ / kg (79,7 cal / g) 0 ° C-on; Lv = 2257 kJ / kg (539,4 cal / g) 100 ° C-on.

példa

A víz esetében, ha a tömege fagyott vizet (jég) 1 kg -25 ° C hőmérsékletre 125 ° C (gőz), melegítjük a hőt fogyasztott a folyamat a következőképpen számítjuk :

1. szakasz

-25 ° C és 0 ° C közötti jég.

Q = c mA = 2050 1 25 = 51250 J

2. szakasz

A jég állapotának változása folyékony vízre.

Q = LF  m = 334000 1 = 334000 J

3. szakasz

Folyékony víz 0 ° C-tól 100 ° C-ig.

Q = c mTT = 4186 1 100 = 418600 J

4. szakasz

Állapotváltás folyékony vízről vízgőzre.

Q = Lv m = 2257000 1 = 2257000 J

5. szakasz

100 ° C-ról 125 ° C-ra vízzel pároljuk.

Q = c mA = 2080 1 25 = 52000 J

Így a folyamatban lévő teljes hőáramlás az öt szakasz mindegyikében előállított összeg összege, és az eredmény 31112850 J..

referenciák

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fizika 1. kötet. Cecsa.
  2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, szerk. A fizikai kémia világa. Hőteljesítmény. (N.d.). Wikipédiában. 2018 március 20-án, az en.wikipedia.org webhelyről származik.
  3. A látens hő (N.d.). Wikipédiában. 2018 március 20-án, az en.wikipedia.org webhelyről származik.
  4. Clark, John, O.E. (2004). A tudomány alapvető szótára. Barnes & Noble könyvek.
  5. Atkins, P., Paula, J. (1978/2010). Fizikai kémia (első kiadás 1978), kilencedik kiadás, 2010, Oxford University Press, Oxford UK.