Termodinamikos konversijų pavyzdys

Skirtumas tarp šilumos ir temperatūros: Šiluma yra energija, kuri pereina iš vieno kūno į kitą, o temperatūra yra kiekvienos molekulės kinetinės energijos matas.
Šiluminė pusiausvyra: Tai momentas, kai du ar daugiau skirtingų temperatūrų kūnų pasiekia pusiausvyrą dėl šilumos energijos perdavimo iš vieno iš jų, kol jie pasiekia vienodą temperatūrą.
Absoliučios termometrinės svarstyklės
Absoliuti temperatūra: Tai kiekvienos molekulės vidutinės kinetinės energijos matas, išmatuotas Kelvino laipsniais.
Celsijaus: Tai matavimas temperatūros laipsniais, remiantis vandens lydymosi temperatūra (0 ° C) ir virimo temperatūra (100 ° C) 1 atmosferoje.
Farenheitas: Tai yra temperatūros laipsnių matas, kurį ji siūlo (32 ° F) lydymosi temperatūrai ir (212 ° F) vandens virimo temperatūrai esant 1 atmosferai.
Kelvinas: Jis pagrįstas žemiausia temperatūra, kurią galima gauti (absoliutus nulis) ir atitinka - 273 ° C = 0 ° K, o jos skalė yra Celsijaus.
Rankine: Jis pagrįstas žemiausia temperatūra, kurią galima gauti kūne (absoliutus nulis), tačiau šiuo atveju skalė bus tokia pati kaip Fahrenheito laipsnių skalė ir atitinka - 460 ° F = 0 ° R

PAVYZDŽIO PAVYZDYS:

Ligoninėje esančio paciento kūno temperatūra pasiekė 40 ° C, jūs norite žinoti šią temperatūrą Fahrenheito, Rankine ir Kelvino laipsniais.
Pirmiausia nustatomas santykis tarp Celsijaus laipsnių ir kitų skalių.
° K = ° C + 273 = 40 + 273 = 313 ° K
° F = 9/5 (° K -273) + 32 = 9/5 (313 -273) + 32 = 104 ° F
° R = ° F + 460 = 104 + 460 = 564 ° R
Karšta: Tai energija, kuri pereina iš vieno kūno į kitą, kai jo temperatūra skiriasi. Šiluma yra priežastis, o temperatūra yra pasekmė. Jos vienetai yra:
Kalorijos: Šilumos kiekis, reikalingas 1 ° C gramo vandens temperatūrai pakelti.
Kilokalorija: Šiluma reikalinga 1 ° C kilogramo vandens temperatūrai pakelti.
B.T.U: Šilumos kiekis, kad temperatūra pakiltų 1 ° F svaro vandens.
Džoulis: Žinomas kaip mechaninis šilumos ekvivalentas ir yra lygus: 1 cal = 4,18 J
Specifinė šilumos talpa: Tai šilumos kiekis, kurį palaiko arba gali išskirti kūnas.
Specifinė šiluma: Masės vienetui reikia šilumos, kad temperatūra pakiltų 1 ° C.
Latentinis karštis: Tai šiluma, kuri transformacijos temperatūroje turi būti tiekiama į kg medžiagos, norint pakeisti jos būseną.
Q = kal
m = kg
C_l = kcal / kg
C_l= Q / m

LATENTINĖS ŠILUMOS PROBLEMOS PAVYZDYS:

Apskaičiuokite latentinę 2,3 kg masės kūno šilumą, sukeliančią 245 N jėgą 12 m atstumu.
Pirmiausia nustatykite atliekamą darbą.

W = Fd = (245 N) (12 m) = 2490 J
Kai darbas gaunamas džauliais, jie paverčiami kalorijomis šiais santykiais:

1 cal - 4,81 J
x cal - 2490 J

x cal = (1 cal) (2490 J) / 4,81 J = 517,64 cal

Galiausiai šilumos rezultatas pakeičiamas latentinės šilumos lygtimi:

C_l= Q / m = 517,67 cal / 2,3 kg = 225,03 cal / kg

Lydymosi šiluma: Tai šilumos energijos kiekis, reikalingas kietosios medžiagos masės vienetui ištirpdyti. Medžiagai sukietėjus, reikia išskirti tą patį šilumos kiekį.
Garavimo šiluma: Tai energijos kiekis, reikalingas atskirti molekules, esančias masės vienete, ir pakeisti medžiagą iš skystos fazės į garų fazę.