Inimkond tunneb väheseid energialiike – mehaaniline energia (kineetiline ja potentsiaalne), siseenergia (soojus), väljaenergia (gravitatsiooniline, elektromagnetiline ja tuumaenergia), keemiline. Esile tasub tuua plahvatuse energia...
Vaakumenergia ja tumeenergia, mis eksisteerib veel vaid teoorias. Selles artiklis, mis on esimene jaotises "Soojustehnika", püüan lihtsas ja ligipääsetavas keeles, kasutades praktilist näidet, rääkida inimeste elus kõige olulisemast energialiigist - umbes soojusenergia ja tema õigeaegse sünnitamise kohta soojusvõimsus.
Mõni sõna, et mõista soojustehnika kui soojusenergia saamise, ülekandmise ja kasutamise teadusharu kohta. Kaasaegne soojustehnika on tekkinud üldisest termodünaamikast, mis omakorda on üks füüsika harudest. Termodünaamika on sõna otseses mõttes "soe" pluss "võimsus". Seega on termodünaamika teadus süsteemi "temperatuuri muutusest".
Süsteemi välismõju, mis muudab selle sisemist energiat, võib olla soojusvahetuse tagajärg. Soojusenergia, mille süsteem omandab või kaotab sellise suhtluse tulemusena keskkonnaga, nimetatakse soojuse hulk ja seda mõõdetakse SI ühikutes džaulides.
Kui te ei ole kütteinsener ja ei tegele igapäevaselt soojustehnika küsimustega, siis nendega kokku puutudes võib mõnikord ilma kogemusteta olla väga raske neist kiiresti aru saada. Ilma kogemuseta on raske isegi ette kujutada soojuse ja soojusvõimsuse nõutavate väärtuste mõõtmeid. Mitu džauli energiat kulub 1000 kuupmeetri õhu soojendamiseks temperatuurilt -37˚С kuni +18˚С?.. Millise võimsusega soojusallikat on vaja selleks 1 tunni jooksul?.. Täna saame vasta nendele mitte kõige raskematele küsimustele “kohe” “Kõik ei ole insenerid. Mõnikord on spetsialistidel valemid isegi meeles, kuid praktikas suudavad neid rakendada vaid vähesed!
Pärast selle artikli lõpuni lugemist saate hõlpsalt lahendada reaalsed tööstuslikud ja igapäevased probleemid, mis on seotud erinevate materjalide kütmise ja jahutamisega. Soojusülekande protsesside füüsikalise olemuse mõistmine ja lihtsate põhivalemite tundmine on peamised plokid soojustehnika teadmiste rajamisel!
Soojushulk erinevate füüsikaliste protsesside käigus.
Enamik tuntud aineid võib erinevatel temperatuuridel ja rõhkudel olla tahkes, vedelas, gaasilises või plasma olekus. Üleminekühest agregatsiooniseisundist teise toimub konstantsel temperatuuril(tingimusel, et rõhk ja muud keskkonnaparameetrid ei muutu) ja sellega kaasneb soojusenergia neeldumine või vabanemine. Hoolimata asjaolust, et 99% universumi ainest on plasma olekus, ei käsitle me selles artiklis seda agregatsiooni olekut.
Mõelge joonisel kujutatud graafikule. See näitab aine temperatuuri sõltuvust T soojushulga kohta K, mis on viidud teatud suletud süsteemi, mis sisaldab teatud massi konkreetset ainet.
1. Tahke aine, millel on temperatuur T1, soojendage temperatuurini Tmelt, kulutades sellele protsessile soojushulga, mis on võrdne Q1 .
2. Järgmisena algab sulamisprotsess, mis toimub konstantsel temperatuuril Tpl(sulamistemperatuur). Tahke aine kogu massi sulatamiseks on vaja kulutada soojusenergiat koguses Q2 - Q1 .
3. Seejärel kuumutatakse tahke aine sulamisel tekkiv vedelik keemistemperatuurini (gaaside moodustumine). Tkp, kulutades sellele soojushulgale võrdne Q3-Q2 .
4. Nüüd püsival keemistemperatuuril Tkp vedelik keeb ja aurustub, muutudes gaasiks. Kogu vedeliku massi muutmiseks gaasiks on vaja kulutada soojusenergiat koguses Q4-Q3.
5. Viimases etapis kuumutatakse gaasi temperatuurist Tkp kuni teatud temperatuurini T2. Sel juhul on tarbitud soojuse hulk K5-Q4. (Kui kuumutame gaasi ionisatsioonitemperatuurini, muutub gaas plasmaks.)
Seega algse tahke keha kuumutamine temperatuurist T1 temperatuurini T2 kulutasime soojusenergiat summas K5, kandes ainet läbi kolme agregatsioonioleku.
Vastassuunas liikudes eemaldame ainest sama palju soojust K5, olles läbinud kondenseerumise, kristalliseerumise ja temperatuurist jahutamise etapid T2 temperatuurini T1. Loomulikult kaalume suletud süsteemi ilma energiakadudeta väliskeskkonnale.
Pange tähele, et vedelast faasist mööda minnes on võimalik üleminek tahkest olekust gaasilisse olekusse. Seda protsessi nimetatakse sublimatsiooniks ja vastupidist protsessi nimetatakse desublimatsiooniks.
Niisiis mõistsime, et aine agregeeritud olekute vahelisi üleminekuprotsesse iseloomustab energiatarbimine konstantsel temperatuuril. Ühes muutumatus agregatsiooniseisundis oleva aine kuumutamisel tõuseb temperatuur ja kulub ka soojusenergiat.
Peamised soojusülekande valemid.
Valemid on väga lihtsad.
Soojuse kogus K J arvutatakse valemite abil:
1. Soojuse tarbimise poolelt, st koormuse poolelt:
1.1. Kuumutamisel (jahutamisel):
K = m * c *(T2 -T1)
m – aine mass kilogrammides
Koos - aine erisoojusmahutavus J/(kg*K)
1.2. Sulamisel (külmumisel):
K = m * λ
λ – aine sulamis- ja kristalliseerumise erisoojus J/kg
1.3. Keemise ajal aurustumine (kondensatsioon):
K = m * r
r – aine gaasi moodustumise ja kondenseerumise erisoojus J/kg
2. Soojuse tootmise poolelt, see tähendab allika poolelt:
2.1. Kui kütus põleb:
K = m * q
q – kütuse eripõlemissoojus J/kg
2.2. Elektrienergia muundamisel soojusenergiaks (Joule-Lenzi seadus):
Q =t *I *U =t *R *I ^2=(t /R)*U^2
t – aeg s
I – efektiivne vooluväärtus A-s
U – efektiivne pinge väärtus V-des
R – Koormustakistus oomides
Järeldame, et soojushulk on kõigi faasimuutuste ajal otseselt proportsionaalne aine massiga ja kuumutamisel lisaks otseselt võrdeline temperatuuride erinevusega. Proportsionaalsuskoefitsiendid ( c , λ , r , q ) iga aine puhul on neil oma tähendus ja need määratakse empiiriliselt (võetud teatmeteostest).
Soojusvõimsus N W on teatud aja jooksul süsteemi üle kantud soojushulk:
N = Q/t
Mida kiiremini tahame keha kuumutada teatud temperatuurini, seda suurema võimsusega peaks olema soojusenergia allikas – kõik on loogiline.
Rakendatud ülesande arvutamine Excelis.
Elus on sageli vaja teha kiire hinnanguline arvutus, et aru saada, kas on mõtet jätkata teema uurimist, projekti tegemist ja detailseid, täpseid, aeganõudvaid arvutusi. Olles teinud arvutuse mõne minutiga isegi ±30% täpsusega, saate teha olulise juhtimisotsuse, mis on 100 korda odavam ja 1000 korda efektiivsem ning lõppkokkuvõttes 100 000 korda efektiivsem kui nädala jooksul täpne arvutus. muidu ja kuude kaupa kallite spetsialistide grupp...
Probleemi tingimused:
Toome tänaval laost 3 tonni valtsmetalli valtsmetalli ettevalmistustöökoja ruumidesse mõõtudega 24m x 15m x 7m. Valtsitud metallil on jää kogumassiga 20 kg. Väljas on -37˚С. Kui palju soojust on vaja metalli soojendamiseks temperatuurini +18˚С; kuumuta jää, sulata see ja kuumuta vesi temperatuurini +18˚С; soojendada kogu ruumi õhuhulka, eeldades, et enne oli küte täielikult välja lülitatud? Millise võimsusega peaks küttesüsteem olema, kui kõik eelnev peab valmima 1 tunniga? (Väga karmid ja peaaegu ebareaalsed tingimused – eriti õhu osas!)
Arvutuse teostame programmisMS Excel või programmisOOo Arv.
Vaadake lahtrite ja fontide värvivormingut lehel "".
Algandmed:
1. Kirjutame ainete nimed:
lahtrisse D3: Teras
lahtrisse E3: Jää
lahtrisse F3: Jäävesi
lahtrisse G3: Vesi
lahtrisse G3: Õhk
2. Sisestame protsesside nimed:
lahtritesse D4, E4, G4, G4: soojust
lahtrisse F4: sulamine
3. Ainete erisoojusmahtuvus c J/(kg*K) kirjutame vastavalt terase, jää, vee ja õhu jaoks
lahtrisse D5: 460
lahtrisse E5: 2110
lahtrisse G5: 4190
lahtrisse H5: 1005
4. Jää sulamise erisoojus λ sisestada J/kg
lahtrisse F6: 330000
5. Väga palju aineid m Sisestame vastavalt terase ja jää puhul kilogrammides
lahtrisse D7: 3000
lahtrisse E7: 20
Kuna jää veeks muutumisel mass ei muutu, siis
lahtrites F7 ja G7: =E7 =20
Õhumassi leiame, korrutades ruumi ruumala erikaaluga
lahtris H7: =24*15*7*1,23 =3100
6. Protsessi aeg t minutis kirjutame terase kohta ainult üks kord
lahtrisse D8: 60
Jää kuumutamise, selle sulatamise ja tekkiva vee soojendamise ajaväärtused arvutatakse tingimusel, et kõik need kolm protsessi peavad olema lõpule viidud sama aja jooksul, mis on ette nähtud metalli kuumutamiseks. Lugege vastavalt
lahtris E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,7
lahtris F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =41,0
lahtris G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,4
Sama ettenähtud aja jooksul peaks ka õhk soojenema, loeme
lahtris H8: =D8 =60,0
7. Kõigi ainete algtemperatuur T1 Panime selle ˚C
lahtrisse D9: -37
lahtrisse E9: -37
lahtrisse F9: 0
lahtrisse G9: 0
lahtrisse H9: -37
8. Kõigi ainete lõpptemperatuur T2 Panime selle ˚C
lahtrisse D10: 18
lahtrisse E10: 0
lahtrisse F10: 0
lahtrisse G10: 18
lahtrisse H10: 18
Arvan, et punktide 7 ja 8 kohta ei tohiks küsimusi tekkida.
Arvutuste tulemused:
9. Soojuse kogus K KJ, mis on vajalik iga protsessi jaoks, arvutame
terase soojendamiseks lahtris D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000 =75900
jää soojendamiseks lahtris E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000 = 1561
jää sulatamiseks lahtris F12: =F7*F6/1000 = 6600
vee soojendamiseks lahtris G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000 = 1508
õhu soojendamiseks lahtris H12: =H7*H5*(H10-H9)/1000 = 171330
Loeme välja kõigi protsesside jaoks vajaliku soojusenergia koguhulga
ühendatud lahtris D13E13F13G13H13: =SUM(D12:H12) = 256900
Lahtrites D14, E14, F14, G14, H14 ja kombineeritud lahtris D15E15F15G15H15 on soojushulk antud kaare mõõtühikus – Gcal (gigakalorites).
10. Soojusvõimsus N arvutatakse iga protsessi jaoks vajalik kW
terase soojendamiseks lahtris D16: =D12/(D8*60) =21,083
jää soojendamiseks lahtris E16: =E12/(E8*60) = 2,686
jää sulatamiseks lahtris F16: =F12/(F8*60) = 2,686
vee soojendamiseks lahtris G16: =G12/(G8*60) = 2,686
õhu soojendamiseks lahtris H16: =H12/(H8*60) = 47,592
Kogu soojusvõimsus, mis on vajalik kõigi protsesside õigeaegseks lõpuleviimiseks t arvutatud
ühendatud lahtris D17E17F17G17H17: =D13/(D8*60) = 71,361
Lahtrites D18, E18, F18, G18, H18 ja kombineeritud lahtris D19E19F19G19H19 on soojusvõimsus antud kaare mõõtühikutes – Gcal/tunnis.
See lõpetab Excelis arvutamise.
Järeldused:
Pange tähele, et õhu soojendamiseks kulub rohkem kui kaks korda rohkem energiat kui sama massiga terase soojendamiseks.
Vee soojendamine maksab kaks korda rohkem energiat kui jää soojendamine. Sulamisprotsess kulutab mitu korda rohkem energiat kui kuumutamine (väikese temperatuuride erinevuse korral).
Vee soojendamiseks kulub kümme korda rohkem soojusenergiat kui terase soojendamiseks ja neli korda rohkem kui õhu soojendamiseks.
Sest saamine teave uute artiklite avaldamise kohta ja eest töötavate programmifailide allalaadimine Palun tellida teadaanded artikli lõpus või lehe ülaosas asuvas aknas.
Pärast oma e-posti aadressi sisestamist ja nupul "Võta artikliteated" klõpsamist ÄRA UNUSTAKINNITA TELLIMUS lingil klõpsates kirjas, mis tuleb teile kohe määratud e-posti aadressile (mõnikord kaustas « Spämm » )!
Meenutasime mõisteid "soojushulk" ja "soojusvõimsus", uurisime soojusülekande põhivalemeid ja analüüsisime praktilist näidet. Loodan, et minu keel oli lihtne, selge ja huvitav.
Ootan küsimusi ja kommentaare artikli kohta!
ma palun AUSTAB autoriteose allalaadimisfail PÄRAST TELLImist artiklite teadaannete jaoks.
“...- Mitu papagoi sinu sisse mahub, selline on sinu pikkus.
- Mul on seda väga vaja! Ma ei neela nii palju papagoid alla!..."
Filmist "38 papagoi"
Vastavalt rahvusvahelistele SI (International System of Units) reeglitele mõõdetakse soojusenergia kogust või soojushulka džaulides [J], samuti on olemas mitu ühikut kiloJoule [kJ] = 1000 J., MegaJoule [MJ] = 1 000 000 J, GigaJoule [ GJ] = 1 000 000 000 J jne. See soojusenergia mõõtühik on peamine rahvusvaheline ühik ja seda kasutatakse kõige sagedamini teaduslikes ja teaduslik-tehnilistes arvutustes.
Kuid me kõik teame või oleme vähemalt korra kuulnud, et veel üks soojushulga (või lihtsalt soojuse) mõõtühik on kalor, aga ka kilokalor, megakalor ja gigakaloor, mis on eesliited kilo, Giga ja Mega. tähendab ülaltoodud näidet džaulidega. Meie riigis on ajalooliselt küttetariifide arvutamisel, olgu see siis elektri-, gaasi- või pelletikatlaga, tavaks arvestada täpselt ühe Gigakalori soojusenergia maksumusega.
Mis on gigakalor, kilovatt, kilovatt*tund või kilovatt/tund ja džaulid ning kuidas need on omavahel seotud?, saate sellest artiklist teada.
Niisiis on soojusenergia põhiühik, nagu juba mainitud, džaul. Aga enne mõõtühikutest rääkimist on vaja põhimõtteliselt igapäevasel tasandil selgitada, mis on soojusenergia ning kuidas ja miks seda mõõta.
Me kõik teame lapsepõlvest, et soojendamiseks (soojusenergia saamiseks) peame midagi põlema panema, seega põletasime kõik lõket, traditsiooniline lõkkekütus on puit. Seega ilmneb, et kütuse (mis tahes: puit, kivisüsi, graanulid, maagaas, diislikütus) põletamisel vabaneb soojusenergia (soojus). Kuid näiteks erinevate veekoguste kütmiseks on vaja erinevas koguses küttepuid (või muud kütust). Selge see, et kahe liitri vee soojendamiseks piisab mõnest lõkkest ja kogu laagri jaoks poole ämbri supi valmistamiseks tuleb varuda mitu kimpu küttepuid. Et küttepuude kimpude ja supiämbritega mitte mõõta nii rangeid tehnilisi suurusi nagu soojushulk ja kütuse põlemissoojus, otsustasid soojainsenerid selgust ja korda tuua ning nõustusid leiutama soojushulga mõõtühiku. Et see mõõtühik oleks kõikjal ühesugune, määratleti see järgmiselt: ühe kilogrammi vee soojendamiseks ühe kraadi võrra normaalsetes tingimustes (atmosfäärirõhul) on vaja 4190 kalorit ehk 4,19 kilokalorit, seega ühe grammi vee soojendamiseks Piisab tuhat korda vähem soojust – 4,19 kalorit.
Kalorid on seotud rahvusvahelise soojusenergia ühikuga džauliga järgmise seosega:
1 kalori = 4,19 džauli.
Seega kulub 1 grammi vee soojendamiseks ühe kraadi võrra 4,19 džauli soojusenergiat ja ühe kilogrammi vee soojendamiseks 4190 džauli soojust.
Tehnoloogias on koos soojusenergia (ja mis tahes muu) energia mõõtühikuga ka võimsusühik ja vastavalt rahvusvahelisele süsteemile (SI) on see vatt. Võimsuse mõiste kehtib ka kütteseadmete kohta. Kui kütteseade suudab 1 sekundi jooksul toota 1 džauli soojusenergiat, on selle võimsus 1 vatt. Võimsus on seadme võime toota (luua) teatud kogus energiat (meie puhul soojusenergiat) ajaühikus. Tuleme tagasi meie näite juurde veega, et ühe kilogrammi (või ühe liitri vee puhul kilogramm võrdub liitriga) vee soojendamiseks ühe Celsiuse kraadi (või kelvini, vahet pole) võrra vajame võimsus 1 kilokalor või 4190 J soojusenergiat. Ühe kilogrammi vee soojendamiseks 1 sekundi jooksul 1 kraadi võrra vajame järgmise võimsusega seadet:
4190 J./1 s. = 4190 W. või 4,19 kW.
Kui tahame oma kilogrammi vett sama sekundiga 25 kraadi võrra soojendada, siis vajame kakskümmend viis korda rohkem võimsust, s.t.
4,19*25 =104,75 kW.
Seega võime järeldada, et pelletikatla võimsus on 104,75 kW. soojendab ühe sekundiga 1 liitri vett 25 kraadi võrra.
Kuna jõudsime vattide ja kilovattideni, peaksime nende kohta mõne sõna ütlema. Nagu juba mainitud, on vatt võimsuse ühik, sealhulgas katla soojusvõimsus, kuid lisaks pelletikateldele ja gaasikateldele on inimkonnale tuttavad ka elektriboilerid, mille võimsust mõõdetakse loomulikult samas kilovatti ja nad ei tarbi ei pelleteid ega gaasi ning elektrit, mille kogust mõõdetakse kilovatttundides. Energiaühiku kilovatt*tund õige kirjutamine (nimelt kilovatt tunniga korrutatuna, mitte jagatuna), kW/tunni kirjutamine on viga!
Elektrikateldes muundatakse elektrienergia soojusenergiaks (nn Joule soojuseks) ja kui boiler tarbis 1 kWh elektrit, siis kui palju see soojust tootis? Sellele lihtsale küsimusele vastamiseks peate tegema lihtsa arvutuse.
Teisendame kilovatid kilodžaulideks/sekunditeks (kiloJoule sekundis) ja tunnid sekunditeks: ühes tunnis on 3600 sekundit, saame:
1 kW*tund = [1 kJ/s]*3600 s = 1000 J *3600 s = 3 600 000 džauli või 3,6 MJ.
Niisiis,
1 kW*tund = 3,6 MJ.
Omakorda 3,6 MJ/4,19 = 0,859 Mcal = 859 kcal = 859 000 cal. Energia (soojus).
Liigume nüüd edasi Gigacaloriesi juurde, mille hinda armastavad kütteinsenerid eri tüüpi kütuste puhul arvutada.
1 Gcal = 1 000 000 000 cal.
1 000 000 000 cal. = 4,19 * 1 000 000 000 = 4 190 000 000 J = 4 190 MJ. = 4,19 GJ.
Või teades, et 1 kW*tund = 3,6 MJ, arvutame ümber 1 Gigakalori kilovatt*tunni kohta:
1 Gcal = 4190 MJ/3,6 MJ = 1163 kW*tundi!
Kui otsustate pärast selle artikli lugemist konsulteerida meie ettevõtte spetsialistiga mis tahes soojusvarustusega seotud küsimuses, siis teie Siin!
Allikas: teplo-en.ru
Definitsiooni järgi on kalor soojushulk, mis kulub ühe kuupsentimeetri vee soojendamiseks 1 kraadi võrra Celsiuse järgi. Gigakalor, mida kasutatakse soojusenergia mõõtmiseks soojusenergeetikas ja kommunaalteenustes, on miljard kalorit. 1 meetris on 100 sentimeetrit, seega on ühes kuupmeetris 100 x 100 x 100 = 1000000 sentimeetrit. Seega, et kuubik vett soojendada
1 kraadi juures on vaja miljon kalorit või 0,001 Gcal.
Minu linnas on kütte hind 1132,22 rubla/Gcal ja sooja vee hind 71,65 rubla kuupm, külma vee hind 16,77 rubla/tm.
Kui palju Gcal kulub 1 kuupmeetri vee soojendamiseks?
ma arvan küll
s x 1132,22 = 71,65–16,77 ja lahendage seega võrrandid, et teada saada, millega s (Gcal) on võrdne, see tähendab 0,0484711452 Gcal
Ma kahtlen milleski, enda arvates otsustan valesti
VASTUS:
Ma ei leia teie arvutustes vigu.
Loomulikult ei tohiks ülaltoodud tariifid sisaldada reovee (kanalisatsiooni) maksumust.
Iževski linna ligikaudne arvutus vanade standardite järgi näeb välja selline:
0,19 Gcal inimese kohta kuus (see norm on nüüdseks kaotatud, aga muud pole, sobib näiteks) / 3,6 kuupmeetrit. inimese kohta kuus (sooja vee tarbimise määr) = 0,05278 Gcal 1 kuupmeetri kohta. (nii palju soojust on vaja 1 kuupmeetri külma vee soojendamiseks sooja vee standardtemperatuurini, mis, tuletan meelde, on 60 kraadi C).
Soojusenergia koguse täpsemaks arvutamiseks vee soojendamiseks otsemeetodil, mis põhineb füüsikalistel kogustel (ja mitte vastupidisel viisil, mis põhineb kuuma veevarustuse kinnitatud tariifidel), soovitan kasutada kuuma vee tariifi arvutamise mall (REK UR). Arvutusvalemis on muuhulgas kasutatud külma vee temperatuuri suve- ja talvisel (kütte)perioodil ning nende perioodide kestust.
Sildid: gigakalorit, kuum vesi
- Maksame sooja vee teenuste eest, temperatuur on oluliselt madalam kui norm. Mida teha?
- Reeglitega kehtestatud sooja vee katkestamise perioodi kestus ei ole ebaseaduslik - Vene Föderatsiooni Ülemkohtu otsus (2017)
- Algatus õiglasemate tariifide ja meetodite kehtestamiseks sooja vee tarbimise mõõtmiseks
- Katkestuste ajal kütte ja sooja vee eest tasu ümberarvutamise korra kohta - Rospotrebnadzori selgitus SD jaoks
- Jahutusvedeliku arvestuse kohta suletud soojusvarustussüsteemis - Vene Föderatsiooni Ehitusministeeriumi kiri 31. märtsist 2015 nr 9116-OD/04
- UR - Kütte ja sooja vee tasude alandamise kohta - UR Energeetikaministeeriumi kiri 17.08.2015 nr 11-10/5661
- Mis on tavalise maja kütte- ja soojaveearvesti taatlusperiood?
- Määrdunud kuum vesi kraanist. Kuhu pöörduda?
- Kas korteri veemõõtjat saab suurendada kogu sissepääsu ulatuses? Kuidas maksta? Kuu näidud - 42 kuupmeetrit
- Eraldi kuluarvestuse pidamise kord veevarustuse ja kanalisatsiooni valdkonnas - Vene Föderatsiooni Ehitusministeeriumi 25. jaanuari 2014 korraldus nr 22/pr
- ilma majutuseta korteris vee ja elektri eest tasumine
- soojusarvutus ODPU järgi 1/12-ks
- Elektrivarustus
- Suured maksed ühiselamutoa (17,3 ruutmeetri) eest
| Kommentaarid: (11) | |
| Näpunäide: jagage linki sotsiaalvõrgustikes, kui soovite saada rohkem vastuseid/kommentaare! | |
(või soojusülekanne).
Aine erisoojusmahtuvus.
Soojusmahtuvus- see on soojushulk, mille keha neelab 1 kraadi võrra kuumutamisel.
Keha soojusmahtuvust tähistab suur ladina täht KOOS.
Millest sõltub keha soojusmahtuvus? Esiteks selle massist. On selge, et näiteks 1 kilogrammi vee soojendamiseks kulub rohkem soojust kui 200 grammi soojendamiseks.
Aga aine tüüp? Teeme katse. Võtame kaks identset anumat ja, olles valanud ühte neist 400 g kaaluva vee ja teise 400 g kaaluva taimeõli, hakkame neid identsete põletitega soojendama. Termomeetri näitu jälgides näeme, et õli kuumeneb kiiresti. Vee ja õli samale temperatuurile soojendamiseks tuleb vett soojendada kauem. Kuid mida kauem me vett soojendame, seda rohkem soojust see põletilt saab.
Seega sama massi erinevate ainete samale temperatuurile kuumutamine nõuab erinevat soojushulka. Keha soojendamiseks vajalik soojushulk ja seega ka selle soojusmahtuvus sõltuvad aine tüübist, millest keha koosneb.
Näiteks 1 kg kaaluva vee temperatuuri tõstmiseks 1 °C võrra on vaja 4200 J soojushulka ja sama massi päevalilleõli soojendamiseks 1 °C võrra soojushulka, mis võrdub Vaja on 1700 J.
Nimetatakse füüsikalist suurust, mis näitab, kui palju soojust on vaja 1 kg aine kuumutamiseks 1 ºС võrra erisoojusvõimsus sellest ainest.
Igal ainel on oma erisoojusmaht, mida tähistatakse ladina tähega c ja mõõdetakse džaulides kilogrammi kraadi kohta (J/(kg °C)).
Sama aine erisoojusmaht erinevates agregatsiooniolekutes (tahke, vedel ja gaasiline) on erinev. Näiteks vee erisoojusmaht on 4200 J/(kg °C), jää erisoojusmaht on 2100 J/(kg °C); tahkes olekus alumiiniumi erisoojusmaht on 920 J/(kg - °C) ja vedelas olekus - 1080 J/(kg - °C).
Pange tähele, et vee erisoojusmaht on väga kõrge. Seetõttu neelab suvel soojenev vesi meredes ja ookeanides õhust suurel hulgal soojust. Tänu sellele pole suurte veekogude läheduses asuvates kohtades suvi nii kuum kui veest kaugemal.
Keha soojendamiseks vajaliku või sellest jahutamisel vabaneva soojushulga arvutamine.
Eeltoodust selgub, et keha soojendamiseks vajalik soojushulk sõltub aine tüübist, millest keha koosneb (st selle erisoojusmahutavusest) ja keha massist. Selge on ka see, et soojushulk sõltub sellest, mitu kraadi me kehatemperatuuri tõstame.
Nii et keha soojendamiseks vajaliku või jahutamisel vabaneva soojushulga määramiseks peate korrutama keha erisoojusmahu selle massiga ning selle lõpp- ja algtemperatuuride vahega:
K = cm (t 2 - t 1 ) ,
Kus K- soojuse hulk, c— erisoojusvõimsus, m- kehamass , t 1 — algtemperatuur, t 2 - lõpptemperatuur.
Kui keha kuumeneb t 2 > t 1 ning seetõttu K > 0 . Kui keha jahtub t 2i< t 1 ning seetõttu K< 0 .
Kui on teada kogu keha soojusmahtuvus KOOS, K määratakse valemiga:
Q = C (t 2 - t 1 ) .
730. Miks kasutatakse vett mõne mehhanismi jahutamiseks?
Vesi on suure erisoojusmahuga, mis soodustab head soojuse eemaldamist mehhanismist.
731. Millisel juhul on vaja kulutada rohkem energiat: soojendada ühte liitrit vett 1 °C võrra või soojendada sada grammi vett 1 °C võrra?
Liiter vee soojendamiseks, mida suurem on mass, seda rohkem on vaja energiat kulutada.
732. Kupronikkelhõbe ja võrdse massiga hõbekahvlid lasti kuuma vette. Kas nad saavad veest sama palju soojust?
Kupronikli kahvel saab rohkem soojust, kuna kupronikli erisoojus on suurem kui hõbeda oma.
733. Sama massiga pliitükki ja malmitükki löödi kolm korda haamriga. Kumb tükk tuli kuumaks?
Plii kuumeneb rohkem, kuna selle erisoojusmaht on malmi omast väiksem ja plii soojendamiseks kulub vähem energiat.
734. Ühes kolvis on vesi, teises sama massi ja temperatuuriga petrooleum. Igasse kolbi tilgutati võrdselt kuumutatud rauakuubik. Mis kuumeneb kõrgema temperatuurini - vesi või petrooleum?
Petrooleum.
735. Miks on mereäärsetes linnades temperatuurikõikumised talvel ja suvel vähem teravad kui sisemaal asuvates linnades?
Vesi soojeneb ja jahtub aeglasemalt kui õhk. Talvel see jahutab ja viib sooja õhumassi maismaale, muutes kliima rannikul soojemaks.
736. Alumiiniumi erisoojusmahtuvus on 920 J/kg °C. Mida see tähendab?
See tähendab, et 1 kg alumiiniumi kuumutamiseks 1 °C võrra on vaja kulutada 920 J.
737. Sama massiga 1 kg alumiinium- ja vaskvardaid jahutatakse 1 °C võrra. Kui palju muutub iga ploki siseenergia? Millise riba puhul see rohkem muutub ja kui palju?
738. Kui palju soojust on vaja kilogrammi raudtooriku soojendamiseks 45 °C võrra?
739. Kui palju soojust on vaja 0,25 kg vee soojendamiseks 30 °C-lt 50 °C-ni?
740. Kuidas muutub kahe liitri vee siseenergia kuumutamisel 5 °C võrra?
741. Kui palju soojust on vaja 5 g vee soojendamiseks 20 °C-lt 30 °C-ni?
742. Kui palju soojust on vaja 0,03 kg kaaluva alumiiniumkuuli kuumutamiseks 72 °C võrra?
743. Arvutage soojushulk, mis kulub 15 kg vase kuumutamiseks 80 °C võrra.
744. Arvutage soojushulk, mis kulub 5 kg vase kuumutamiseks 10 °C kuni 200 °C.
745. Kui palju soojust on vaja 0,2 kg vee soojendamiseks 15 °C-lt 20 °C-ni?
746. 0,3 kg kaaluv vesi on jahtunud 20 °C võrra. Kui palju on vee siseenergia vähenenud?
747. Kui palju soojust on vaja 0,4 kg vee soojendamiseks temperatuuril 20 °C temperatuurini 30 °C?
748. Kui palju soojust kulub 2,5 kg vee soojendamiseks 20 °C võrra?
749. Kui palju soojust eraldus 250 g vee jahtumisel 90 °C-lt 40 °C-ni?
750. Kui palju soojust on vaja 0,015 liitri vee soojendamiseks 1 °C võrra?
751. Arvutage soojushulk, mis kulub 300 m3 tiigi soojendamiseks 10 °C võrra?
752. Kui palju soojust tuleb lisada 1 kg veele, et selle temperatuur tõuseks 30 °C-lt 40 °C-ni?
753. Vesi mahuga 10 liitrit on jahtunud temperatuurilt 100 °C temperatuurini 40 °C. Kui palju soojust selle jooksul vabanes?
754. Arvutage soojushulk, mis kulub 1 m3 liiva kuumutamiseks 60 °C võrra.
755. Õhumaht 60 m3, erisoojusvõimsus 1000 J/kg °C, õhutihedus 1,29 kg/m3. Kui palju soojust on vaja temperatuuri tõstmiseks 22°C-ni?
756. Vesi kuumutati 10 °C, kulutades 4,20 103 J soojust. Määrake vee kogus.
757. 0,5 kg kaaluvale veele anti 20,95 kJ soojust. Milliseks kujunes veetemperatuur, kui vee algtemperatuur oli 20 °C?
758. 2,5 kg kaaluv vaskpann täidetakse 8 kg 10 °C veega. Kui palju soojust on vaja pannil oleva vee keemiseni kuumutamiseks?
759. 300 g kaaluvasse vaskkulpi valatakse liiter vett temperatuuriga 15 °C Kui palju soojust kulub kulbis oleva vee soojendamiseks 85 °C-ni?
760. 3 kg kaaluv kuumutatud graniiditükk pannakse vette. Graniit kannab vette 12,6 kJ soojust, jahutades 10 °C võrra. Mis on kivi erisoojusmahtuvus?
761. 5 kg 12 °C veele lisati 50 °C kuum vesi, saades 30 °C temperatuuriga segu. Kui palju vett lisasite?
762. 3 liitrile 60 °C veele lisati 20 °C vesi, saades 40 °C vee. Kui palju vett lisasite?
763. Mis on segu temperatuur, kui segate 600 g 80 °C vett 200 g 20 °C veega?
764. Liiter 90 °C vett valati 10 °C vette ja vee temperatuur sai 60 °C. Kui palju külma vett seal oli?
765. Määrata, kui palju 60 °C-ni kuumutatud kuuma vett tuleks valada anumasse, kui anumas on juba 20 liitrit külma 15 °C temperatuuriga vett; segu temperatuur peaks olema 40 °C.
766. Määrake, kui palju soojust on vaja 425 g vee soojendamiseks 20 °C võrra.
767. Mitu kraadi soojeneb 5 kg vett, kui vett saab 167,2 kJ?
768. Kui palju soojust on vaja m grammi vee soojendamiseks temperatuuril t1 temperatuurini t2?
769. Kalorimeetrisse valatakse 2 kg vett temperatuuril 15 °C. Millise temperatuurini kalorimeetri vesi soojeneb, kui sellesse lasta 500 g messingist raskus, mis on kuumutatud 100 °C-ni? Messingi erisoojusmaht on 0,37 kJ/(kg °C).
770. Seal on sama mahuga vase-, tina- ja alumiiniumitükke. Milline neist tükkidest on kõige suurema ja milline väikseima soojusmahutavusega?
771. Kalorimeetrisse valati 450 g vett, mille temperatuur oli 20 °C. Kui sellesse vette kasteti 200 g 100 °C-ni kuumutatud rauaviile, tõusis vee temperatuur 24 °C-ni. Määrake saepuru erisoojusmahtuvus.
772. 100 g kaaluv vaskkalorimeeter mahutab 738 g vett, mille temperatuur on 15 °C. Sellesse kalorimeetrisse lasti temperatuuril 100 °C 200 g vaske, mille järel kalorimeetri temperatuur tõusis 17 °C-ni. Mis on vase erisoojusmahtuvus?
773. 10 g kaaluv teraskuul võetakse ahjust välja ja asetatakse 10 °C vette. Vee temperatuur tõusis 25 °C-ni. Milline oli palli temperatuur ahjus, kui vee mass oli 50 g? Terase erisoojusmaht on 0,5 kJ/(kg °C).
776. Vesi massiga 0,95 g temperatuuril 80 °C segati 0,15 g veega temperatuuril 15 °C. Määrake segu temperatuur. 779. 2 kg kaaluv teraslõikur kuumutati temperatuurini 800 °C ja lasti seejärel 15 liitrit vett sisaldavasse anumasse temperatuuril 10 °C. Millise temperatuurini vesi anumas soojeneb?
(Märgistus: selle probleemi lahendamiseks on vaja luua võrrand, kus anumas oleva vee tundmatu temperatuur pärast lõikuri langetamist võetakse tundmatuks.)
780. Millise temperatuuri saab vesi, kui segada 0,02 kg vett 15 °C, 0,03 kg vett 25 °C ja 0,01 kg vett 60 °C juures?
781. Hea ventilatsiooniga klassi kütmiseks on vajalik soojushulk 4,19 MJ tunnis. Vesi siseneb kütteradiaatoritesse 80 °C juures ja väljub neist 72 °C juures. Kui palju vett tuleks igas tunnis radiaatoritesse anda?
782. Plii massiga 0,1 kg temperatuuril 100 °C kasteti 0,04 kg kaaluvasse alumiiniumkalorimeetrisse, mis sisaldas 0,24 kg vett temperatuuril 15 °C. Pärast seda jõudis temperatuur kalorimeetris 16 °C-ni. Mis on plii erisoojus?
