Приклад перетворень у термодинаміці

Різниця між теплом і температурою: Тепло - це енергія, яка переходить від одного тіла до іншого, тоді як температура - міра кінетичної енергії кожної молекули.
Теплова рівновага: Це момент, коли два або більше тіл різних температур досягають рівноваги внаслідок передачі теплової енергії від одного з них, поки вони не досягнуть рівної температури.
Абсолютні термометричні шкали
Абсолютна температура: Це міра середньої кінетичної енергії кожної молекули, що вимірюється в градусах Кельвіна.
Цельсій: Це вимірювання в градусах температури на основі температури плавлення (0 ° C) і температури кипіння (100 ° C) води при 1 атмосфері.
Фаренгейт: Це міра в градусах температури, яку вона пропонує (32 ° F) для температури плавлення і (212 ° F) для температури кипіння води в 1 атмосфері.
Кельвін: Він базується на найнижчій температурі, яку можна отримати (абсолютний нуль), і відповідає - 273 ° C = 0 ° K, а його шкала становить Цельсій.
Ранкін: Він базується на найнижчій температурі, яку можна отримати в тілі (абсолютний нуль), але в цьому випадку шкала буде такою ж, як градус Фаренгейта і відповідає - 460 ° F = 0 ° R

ПРИКЛАД КОНВЕРСІЇ:

Пацієнт у лікарні досягнув температури тіла 40 ° C, і ви хочете знати, що температура в градусах Фаренгейта, Ранкіна та Кельвіна.
Спочатку визначається залежність між градусами за Цельсієм та іншими шкалами.
° 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
Гаряче: Це енергія, яка переходить від одного тіла до іншого, коли воно має різну температуру. Тепло є причиною, а температура - наслідком. Його одиницями є:
Калорійність: Кількість тепла, необхідна для підвищення температури на 1 ° С граму води.
Кілокалорія: Тепло потрібно для підвищення температури на 1 ° С кілограма води.
B.T.U: Кількість тепла для підвищення температури на 1 ° F за фунт води.
Джоуль: Відомий як механічний еквівалент тепла і дорівнює: 1 кал = 4,18 Дж
Питома теплоємність: Це кількість тепла, яке тіло підтримує або може виділити.
Питома теплоємність: Це необхідне тепло, яке подається на одиницю маси, щоб підвищити її температуру на 1 ° C.
Приховане тепло: Саме тепло повинно надходити на кг речовини при температурі перетворення, щоб змінити її стан.
Q = кал
м = кг
C._л = ккал / кг
C._л= Q / м

ПРИКЛАД ПРОБЛЕМИ ТАПОВОГО ТЕПЛЕННЯ

Обчисліть приховану теплоту тіла масою 2,3 кг, яке створює силу 245 Н на відстані 12 м.
Спочатку визначається робота, що виконується.

Ш = Fд = (245 Н) (12 м) = 2490 Дж
Після того, як робота отримана в Джоулях, вони перетворюються в калорії з наступним співвідношенням:

1 кал - 4,81 Дж
х кал - 2490 Дж

х кал = (1 кал) (2490 Дж) /4,81 Дж = 517,64 кал

Нарешті, результат теплоти підставляється в рівняння прихованої теплоти:

C._л= Q / м = 517,67 кал / 2,3 кг = 225,03 кал / кг

Спека плавлення: Це кількість теплової енергії, необхідної для розплавлення одиниці маси твердої речовини. Цю саму кількість тепла потрібно випромінювати, коли речовина застигне.
Тепло випаровування: Це кількість енергії, необхідна для відокремлення молекул, що містяться в одиниці маси, і зміни речовини з рідкої фази на парову.