Exemplu de conversii în termodinamică

Diferența dintre căldură și temperatură: Căldura este energia care trece de la un corp la altul, în timp ce temperatura este măsura energiei cinetice a fiecărei molecule.
Echilibru termic: Este momentul în care două sau mai multe corpuri de temperaturi diferite ajung la un echilibru datorită transferului de energie termică de la unul dintre ele, până când ajung la o temperatură egală.
Scale termometrice absolute
Temperatura absolută: Este măsura energiei cinetice medii a fiecărei molecule măsurată în grade Kelvin.
Celsius: Este măsurarea în grade de temperatură pe baza punctului de topire (0 ° C) și a punctului de fierbere (100 ° C) al apei la 1 atmosferă.
Fahrenheit: Este măsura în grade de temperatură pe care o propune (32 ° F) pentru punctul de topire și (212 ° F) pentru punctul de fierbere al apei la 1 atmosferă.
Kelvin: Se bazează pe cea mai scăzută temperatură care poate fi obținută (zero absolut) și corespunde la - 273 ° C = 0 ° K și scara sa este Celsius.
Rankine: Se bazează pe cea mai scăzută temperatură care poate fi obținută într-un corp (zero absolut), dar în acest caz scara va fi aceeași cu cea a grade Fahrenheit și corespunde la - 460 ° F = 0 ° R

EXEMPLU DE CONVERSIE:

Un pacient dintr-un spital a atins temperatura corpului de 40 ° C, doriți să știți că temperatura în grade Fahrenheit, Rankine și Kelvin.
Mai întâi se determină relația dintre grade centigrade și celelalte scale.
° 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
Fierbinte: Este energia care trece de la un corp la altul atunci când are o temperatură diferită. Căldura este cauza și temperatura este efectul. Unitățile sale sunt:
Calorie: Cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura 1 ° C a unui gram de apă.
Kilocalorie: Căldura necesară pentru creșterea temperaturii cu 1 ° C a unui kilogram de apă.
B.T.U: Cantitatea de căldură pentru a crește temperatura 1 ° F a unei kilograme de apă.
Joule: Cunoscut ca echivalentul mecanic al căldurii și este egal cu: 1 cal = 4,18 J
Capacitate termică specifică: Este cantitatea de căldură pe care un corp o suportă sau o poate emite.
Căldura specifică: Este căldura necesară aplicată unității de masă pentru a-și crește temperatura cu 1 ° C.
Căldură latentă: Este căldura care trebuie alimentată cu kg de substanță la temperatura de transformare, pentru a-i schimba starea.
Q = cal
m = kg
C_l = kcal / kg
C_l= Q / m

EXEMPLU DE PROBLEMĂ DE CĂLDURĂ LATENTĂ:

Calculați căldura latentă a unui corp cu masa de 2,3 kg care produce o forță de 245 N pe o distanță de 12 m.
Mai întâi determinați munca care se face.

W = Fd = (245 N) (12 m) = 2490 J
Odată ce lucrarea este obținută în Jouli, acestea sunt transformate în calorii cu următoarea relație:

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

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

În cele din urmă, rezultatul căldurii este substituit în ecuația căldurii latente:

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

Căldura de fuziune: Este cantitatea de energie termică necesară pentru a topi masa unitară a unei substanțe solide. Aceeași cantitate de căldură trebuie radiată atunci când substanța se solidifică.
Căldura de vaporizare: Este cantitatea de energie necesară pentru separarea moleculelor conținute într-o unitate de masă și schimbarea substanței din faza lichidă în faza de vapori.