Varmen - det er ... Hva er mengden av varme som frigjøres under forbrenning?

Alle stoffene har en indre energi. Denne verdien er karakterisert ved en rekke fysiske og kjemiske egenskaper, og blant disse særlig oppmerksomhet bør rettes mot varmen. Denne verdien er en abstrakt matematisk verdi som beskriver styrken av den molekylære interaksjonen substans. Forståelse varmeutvekslingsmekanisme kan bidra til å svare på spørsmålet, hvilken varmemengde som frigjøres under kjøle- og varme stoffer og deres forbrenning.

Historien om oppdagelsen av varmen

Innledningsvis er det varmeoverføringsfenomenet som er beskrevet meget enkel og klar: dersom temperaturen av materialet stiger, blir den varme, og i tilfelle av kjøling, tildeler det til omgivelsene. Men varmen - det er ikke ansett som en del av væske eller kroppen var tenkt tre århundrer siden. Mennesker naivt antas at stoffet består av to deler: molekylene og varme. Nå få husker at begrepet "temperatur" i latin betyr en "blanding", og, for eksempel, en bronse omtalt som "tinn og kobber temperatur".

I det 17. århundre var det to hypoteser som kunne tydelig forklare fenomenet varme og varmeoverføring. Først foreslått i 1613, Galileo. Sin ordlyd var: "The varmen - det er en uvanlig stoff som kan trenge inn i noen av kroppen og ut av dem." Galileo heter dette stoffet kalori. Han hevdet at kalori ikke kan forsvinne eller bli ødelagt, og bare i stand til å bevege seg fra en kropp til en annen. Følgelig er det mer i kaloristoffet, jo høyere temperatur.

Den andre hypotesen kom i 1620, og tilbød den til filosofen Bacon. Han bemerket at under de kraftige slagene av hammeren jernet varmes opp. Dette prinsippet drives og fyre brannen ved friksjon, førte Bacon å tenke på den molekylære natur av varme. Han hevdet at den mekaniske påvirkning på kroppen av molekylene seg til å slå mot hverandre, for å øke hastigheten på bevegelsen og derved heve temperaturen.

Resultatet var avslutningen av den andre hypotese at varme - resultatet av mekanisk påvirkning molekylære stoffer med hverandre. Denne teorien for lang tid på å begrunne og bevise Lomonosov eksperimentelt.

Varmen - det er et mål på indre energi,

Moderne forskere har kommet til følgende konklusjon: den termiske energi er et resultat av interaksjon mellom molekylene av materie, dvs .. Den indre energi av kroppen. Partikkelhastighet avhenger av temperaturen og varmeverdien er direkte proporsjonal med massen av stoffet. For eksempel, en bøtte med vann har en høyere varmeenergi enn det fylte beger. Imidlertid skål med varm væske kan ha mindre varme enn den kalde bassenget.

Kalori teori, som ble foreslått i det 17. århundre, Galileo, forskere har motbevist J. Joel og B. Rumford. De beviste at varmen ikke har noen vekt og er karakterisert utelukkende ved mekanisk bevegelse av molekylene.

Hva er mengden av varme som frigjøres ved forbrenningen av stoffet? Spesifikk forbrenningsvarme

Til dags dato, allsidig og brukte energikilder er torv, olje, kull, naturgass eller tre. Forbrenningen av disse stoffene er tildelt en viss mengde varme går til oppvarming, start mekanismer og lignende. D. Slik kan beregne denne verdi i praksis?

For dette konseptet er innført forbrenning spesifikk varme. Denne verdien avhenger av mengden av varme som frigjøres ved forbrenning av 1 kg av et bestemt stoff. Den er betegnet med bokstaven Q, og blir målt i J / kg. Nedenfor er en tabell over verdier av q noen av de vanligste typene drivstoff.

Ingeniør konstruksjonen og beregnings motorer trenger å vite den varmemengde som frigjøres ved forbrenning av en viss mengde substans. For dette kan vi bruke indirekte målinger av formelen Q = qm, hvor Q - er varmeverdien av stoffet, q - spesifikk varme for forbrenning (tabell verdi), og m - en gitt masse.

Varmedannelse under forbrenning er basert på fenomenet med energifrigjøring i dannelsen av kjemiske bindinger. Det enkleste eksempel er forbrenning av karbonet som er inneholdt i en hvilken som helst av de typer moderne drivstoffer. Karbon brennes i nærvær av luft og kombineres med oksygen under dannelse av carbondioxyd. Dannelse av kjemiske bindinger oppstår under frigjøring av termisk energi i miljøet, og energien av den person som skal bruke for egne formål.

Dessverre, kan uvøren forbruk av verdifulle ressurser som olje eller torv, snart føre til nedbryting av kilder til produksjon av disse drivstoffene. Allerede i dag er det elektriske apparater og selv nye bilmodeller, som er basert på alternative energikilder som sol, vann eller energi av jordskorpen.

varmeoverføring

Evnen til å utveksle varmeenergi i kroppen, eller fra en kropp til et annet kalles varmeoverføring. Dette fenomenet oppstår spontant og oppstår bare når temperaturforskjeller. I det enkleste tilfellet, blir den termiske energien overføres fra en mer oppvarmet til en mindre oppvarmet legeme inntil inntil likevekt er etablert.

Legemet eventuelt kan være ekstern i forhold til varmeoverføringen fenomen inntraff. I alle tilfelle, kan etablering av likevekt inntreffer, og en kort avstand mellom disse objekter, men ved en langsommere hastighet enn når de er i kontakt.

Varmeoverføring kan deles inn i tre typer:

1. Termisk ledningsevne.

2. konveksjon.

3. Stråle utveksling.

termisk ledningsevne

Dette fenomen er basert på overføring av varmeenergi mellom atomene eller molekylene i stoffer. Årsak til overføring - tilfeldig bevegelse av molekyler og deres konstant kollisjon. Hvorved varme overføres fra et molekyl til et annet kjede.

Se varmeledning fenomen kan antennelse av en hvilken som helst jernmaterialet når erytem flaten forløper jevnt og gradvis demper (en viss varmemengde slippes ut i miljøet).

J. Fourier utledet en formel for varmefluks, som har samlet alle mengdene er av betydning for varmeledningsmateriale (se Fig. Nedenfor).

I denne formelen er Q / t - varmefluks, λ - termisk konduktivitet koeffisient, S - tverrsnittsareal, T / X - forholdet mellom temperaturforskjellen mellom legemet ende beliggende på en viss avstand.

Varmeledningsevnen er det tabulert verdi. Den har praktisk verdi for isolering av et hus eller isolasjon utstyr.

strålevarme

En annen måte å varme, som er basert på fenomenet elektromagnetisk stråling. Den skiller seg fra den konveksjon og varmeledning, er at energioverføring kan finne sted i vakuumrommet. Imidlertid, som i det første tilfellet, må det foreligge en temperaturforskjell.

Radiant utveksling - er et eksempel på overføring av varmeenergi fra solen til jordens overflate, som er ansvarlig for fortrinnsvis infrarød stråling. For å finne ut hvor mye varme når jordens overflate, de ble bygget mange stasjoner som overvåker endringen av indikatoren.

konveksjon

Konveksjon luftstrøm bevegelse er direkte relatert til varmeoverføringsfenomenet. Uansett hvor mye varme vi rapporterte en væske eller gass, oppløste molekyler begynner å bevege seg raskere. På grunn av dette, blir trykket i hele systemet reduseres og mengden av, tvert imot, øker. Dette er grunnen til at bevegelsen av varm luft eller annen gass strømmer oppover.

Det enkleste eksempel på bruk av fenomenet konveksjon i hjemmet romoppvarming kan kalles via batterier. De er plassert i bunnen av rommet er ikke bare det, og for å varme opp luften som var å stige, noe som fører til sirkulasjonen flyten gjennom rommet.

Hvordan kan du måle hvor mye varme?

Varmen av oppvarming eller avkjøling beregnes matematisk ved hjelp av en spesiell enhet - kalorimeter. Installering av isolerte representert av et stort kar fylt med vann. et termometer for å måle den innledende temperaturen i mediet blir senket ned i væsken. Deretter dyppes i vann oppvarmet legeme for å beregne fluidtemperaturendringen etter etablering av likevekt.

Ved å øke eller minske mediet t blir bestemt, den varmemengde for oppvarming av legemet for å bli brukt. Kalorimeteret er en enkel innretning som kan registrere temperaturendringer.

Også ved hjelp av et kalori kan beregne hvor mye av den varme som frigjøres ved forbrenning av materialer. For dette formålet, en kar fylt med vann, plassert "bomben". Denne "bombe" er en lukket beholder, i hvilken testsubstansen er plassert. Til denne summert spesielle elektroder for tenning og kammeret er fylt med oksygen. Etter fullstendig forbrenning middel registrerte endringer i vanntemperaturen.

I løpet av disse forsøkene etablert at varmekilder er kjemiske og kjernefysiske reaksjoner. Nukleære reaksjoner finner sted i de dypere lag av jorden, som danner hovedvarmetilførselen til hele kloden. De er også brukes av mennesker for å produsere energi ved smelting.

Eksempler på kjemiske reaksjoner er brennstoffer og nedbrytning av polymerer til monomerer i menneskets fordøyelsessystemet. Kvaliteten og kvantiteten av de kjemiske bindinger i molekylet bestemmer hvor mye varme vil skille seg ut til slutt.

Hva måles av varmen?

Enheten for varmemåling i SI-systemet er det joule (J). Dessuten er ikke-SI-enheter brukes i hverdagen - kalori. 1 kalori lik 4,1868 J og den internasjonale standard basert på 4184 J. termo. Tidligere møtte British thermal unit BTU, som sjelden har brukt av forskere. 1 BTU = 1,055 J.