వేడి పరిమాణం. ఉష్ణ పరిమాణం యూనిట్లు

తెలిసినట్లుగా, వివిధ యాంత్రిక ప్రక్రియల సమయంలో యాంత్రిక శక్తిలో మార్పు సంభవిస్తుంది Wమెహ్ యాంత్రిక శక్తిలో మార్పు యొక్క కొలత వ్యవస్థకు వర్తించే శక్తుల పని:

\(~\డెల్టా W_(meh) = A.\)

ఉష్ణ మార్పిడి సమయంలో, శరీరం యొక్క అంతర్గత శక్తిలో మార్పు సంభవిస్తుంది. ఉష్ణ బదిలీ సమయంలో అంతర్గత శక్తిలో మార్పు యొక్క కొలత వేడి మొత్తం.

వేడి పరిమాణంఉష్ణ మార్పిడి ప్రక్రియలో శరీరం స్వీకరించే (లేదా వదులుకునే) అంతర్గత శక్తిలో మార్పు యొక్క కొలత.

అందువలన, పని మరియు వేడి మొత్తం రెండూ శక్తిలో మార్పును వర్గీకరిస్తాయి, కానీ శక్తికి సమానంగా ఉండవు. అవి వ్యవస్థ యొక్క స్థితిని వర్గీకరించవు, కానీ స్థితి మారినప్పుడు మరియు ప్రక్రియ యొక్క స్వభావంపై గణనీయంగా ఆధారపడినప్పుడు ఒక రకం నుండి మరొకదానికి (ఒక శరీరం నుండి మరొకదానికి) శక్తి పరివర్తన ప్రక్రియను నిర్ణయిస్తుంది.

పని మరియు వేడి మొత్తం మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, పని వ్యవస్థ యొక్క అంతర్గత శక్తిని మార్చే ప్రక్రియను వర్ణిస్తుంది, దానితో పాటు శక్తిని ఒక రకం నుండి మరొకదానికి (యాంత్రిక నుండి అంతర్గతంగా) మార్చడం జరుగుతుంది. వేడి మొత్తం అంతర్గత శక్తిని ఒక శరీరం నుండి మరొక శరీరానికి (ఎక్కువ వేడి నుండి తక్కువ వేడికి) బదిలీ చేసే ప్రక్రియను వర్ణిస్తుంది, శక్తి పరివర్తనలతో కలిసి ఉండదు.

శరీర ద్రవ్యరాశిని వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడి మొత్తం అని అనుభవం చూపిస్తుంది mఉష్ణోగ్రత మీద టి 1 నుండి ఉష్ణోగ్రత టి 2, ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించబడుతుంది

\(~Q = cm (T_2 - T_1) = cm \Delta T, \qquad (1)\)

ఎక్కడ సి- పదార్ధం యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం;

\(~c = \frac(Q)(m (T_2 - T_1)).\)

నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం యొక్క SI యూనిట్ కిలోగ్రాముకు జూల్ కెల్విన్ (J/(kg K)).

నిర్దిష్ట వేడి సి 1 కిలోల బరువున్న శరీరానికి 1 K వేడి చేయడానికి అందించాల్సిన వేడి మొత్తం సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది.

ఉష్ణ సామర్థ్యంశరీరం సి T అనేది శరీర ఉష్ణోగ్రతను 1 K ద్వారా మార్చడానికి అవసరమైన వేడి మొత్తానికి సంఖ్యాపరంగా సమానం:

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = cm.\)

శరీరం యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం యొక్క SI యూనిట్ జూల్ పర్ కెల్విన్ (J/K).

స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవాన్ని ఆవిరిగా మార్చడానికి, వేడిని ఖర్చు చేయడం అవసరం

\(~Q = Lm, \qquad (2)\)

ఎక్కడ ఎల్- ఆవిరి యొక్క నిర్దిష్ట వేడి. ఆవిరి ఘనీభవించినప్పుడు, అదే మొత్తంలో వేడి విడుదల అవుతుంది.

ఒక స్ఫటికాకార శరీర బరువును కరిగించడానికి mద్రవీభవన స్థానం వద్ద, శరీరం వేడి మొత్తాన్ని కమ్యూనికేట్ చేయాలి

\(~Q = \lambda m, \qquad (3)\)

ఎక్కడ λ - కలయిక యొక్క నిర్దిష్ట వేడి. శరీరం స్ఫటికీకరించినప్పుడు, అదే మొత్తంలో వేడి విడుదల అవుతుంది.

ఇంధన ద్రవ్యరాశి యొక్క పూర్తి దహన సమయంలో విడుదలయ్యే వేడి మొత్తం m,

\(~Q = qm, \qquad (4)\)

ఎక్కడ q- దహన నిర్దిష్ట వేడి.

బాష్పీభవనం, ద్రవీభవన మరియు దహనం యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణాల యొక్క SI యూనిట్ కిలోగ్రాముకు జూల్ (J/kg).

సాహిత్యం

అక్సెనోవిచ్ L. A. సెకండరీ స్కూల్‌లో ఫిజిక్స్: థియరీ. పనులు. పరీక్షలు: పాఠ్య పుస్తకం. సాధారణ విద్యను అందించే సంస్థలకు భత్యం. పర్యావరణం, విద్య / L. A. అక్సెనోవిచ్, N. N. రకినా, K. S. ఫారినో; Ed. K. S. ఫారినో. - Mn.: Adukatsiya i వ్యహవన్నె, 2004. - P. 154-155.

721. కొన్ని యంత్రాంగాలను చల్లబరచడానికి నీటిని ఎందుకు ఉపయోగిస్తారు?
నీరు అధిక నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది మెకానిజం నుండి మంచి ఉష్ణ తొలగింపును సులభతరం చేస్తుంది.

722. ఏ సందర్భంలో ఎక్కువ శక్తిని ఖర్చు చేయడం అవసరం: ఒక లీటరు నీటిని 1 °C లేదా వంద గ్రాముల నీటిని 1 °C వేడి చేయడానికి?
ఒక లీటరు నీటిని వేడి చేయడానికి, ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి, ఎక్కువ శక్తిని ఖర్చు చేయాలి.

723. సమాన ద్రవ్యరాశి కలిగిన కుప్రొనికెల్ వెండి మరియు వెండి ఫోర్కులు వేడి నీటిలోకి తగ్గించబడ్డాయి. వారు నీటి నుండి అదే మొత్తంలో వేడిని అందుకుంటారా?
ఒక కుప్రొనికెల్ ఫోర్క్ ఎక్కువ వేడిని పొందుతుంది ఎందుకంటే కుప్రొనికెల్ యొక్క నిర్దిష్ట వేడి వెండి కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

724. ఒక సీసం ముక్క మరియు అదే ద్రవ్యరాశి ఉన్న పోత ఇనుము ముక్కను మూడుసార్లు స్లెడ్జ్‌హామర్‌తో కొట్టారు. ఏ ముక్క వేడిగా మారింది?
సీసం మరింత వేడెక్కుతుంది ఎందుకంటే దాని నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం తారాగణం ఇనుము కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు సీసాన్ని వేడి చేయడానికి తక్కువ శక్తిని తీసుకుంటుంది.

725. ఒక ఫ్లాస్క్‌లో నీరు ఉంటుంది, మరొకటి అదే ద్రవ్యరాశి మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క కిరోసిన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి ఫ్లాస్క్‌లో సమానంగా వేడిచేసిన ఐరన్ క్యూబ్ వేయబడింది. నీరు లేదా కిరోసిన్ - అధిక ఉష్ణోగ్రత వరకు ఏది వేడి చేస్తుంది?
కిరోసిన్.

726. శీతాకాలం మరియు వేసవిలో ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులు లోతట్టులో ఉన్న నగరాల కంటే సముద్ర తీరంలోని నగరాల్లో ఎందుకు తక్కువగా ఉంటాయి?
నీరు గాలి కంటే నెమ్మదిగా వేడెక్కుతుంది మరియు చల్లబడుతుంది. శీతాకాలంలో, ఇది చల్లబరుస్తుంది మరియు వెచ్చని గాలి ద్రవ్యరాశిని భూమిపైకి తరలించి, తీరంలోని వాతావరణాన్ని వేడి చేస్తుంది.

727. అల్యూమినియం యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం 920 J/kg °C. దీని అర్థం ఏమిటి?
అంటే 1 కిలోల అల్యూమినియంను 1 °C వేడి చేయడానికి 920 J ఖర్చు చేయాలి.

728. అదే ద్రవ్యరాశి 1 కిలోల అల్యూమినియం మరియు రాగి కడ్డీలు 1 °C ద్వారా చల్లబడతాయి. ప్రతి బ్లాక్ యొక్క అంతర్గత శక్తి ఎంత మారుతుంది? ఏ బార్ కోసం ఇది మరింత మరియు ఎంత వరకు మారుతుంది?

729. ఒక కిలో ఇనుప బిల్లెట్‌ను 45 °C వేడి చేయడానికి ఎంత వేడి అవసరం?

730. 0.25 కిలోల నీటిని 30 °C నుండి 50 °C వరకు వేడి చేయడానికి ఎంత వేడి అవసరం?

731. 5 °C వేడి చేసినప్పుడు రెండు లీటర్ల నీటి అంతర్గత శక్తి ఎలా మారుతుంది?

732. 5 గ్రా నీటిని 20 °C నుండి 30 °C వరకు వేడి చేయడానికి ఎంత మొత్తంలో వేడి అవసరం?

733. 0.03 కిలోల బరువున్న అల్యూమినియం బాల్‌ను 72 °C వేడి చేయడానికి ఎంత మొత్తంలో వేడి అవసరం?

734. 15 కిలోల రాగిని 80 °C వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడిని లెక్కించండి.

735. 5 కిలోల రాగిని 10 °C నుండి 200 °C వరకు వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడిని లెక్కించండి.

736. 0.2 కిలోల నీటిని 15 °C నుండి 20 °C వరకు వేడి చేయడానికి ఎంత వేడి అవసరం?

737. 0.3 కిలోల బరువున్న నీరు 20 °C ద్వారా చల్లబడుతుంది. నీటి అంతర్గత శక్తి ఎంత తగ్గింది?

738. 20 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 30 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 0.4 కిలోల నీటిని వేడి చేయడానికి ఎంత మొత్తంలో వేడి అవసరం?

739. 2.5 కిలోల నీటిని 20 °C వేడి చేయడానికి ఎంత మొత్తంలో వేడిని ఖర్చు చేస్తారు?

740. 250 గ్రా నీరు 90 °C నుండి 40 °C వరకు చల్లబడినప్పుడు ఎంత మొత్తంలో వేడి విడుదల చేయబడింది?

741. 0.015 లీటర్ల నీటిని 1 °C వేడి చేయడానికి ఎంత మొత్తంలో వేడి అవసరం?

742. 10 °C 300 m3 వాల్యూమ్‌తో చెరువును వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడిని లెక్కించండి?

743. 1 కిలోల నీటి ఉష్ణోగ్రతను 30 °C నుండి 40 °Cకి పెంచడానికి దానికి ఎంత వేడిని జోడించాలి?

744. 10 లీటర్ల వాల్యూమ్ కలిగిన నీరు 100 °C ఉష్ణోగ్రత నుండి 40 °C ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడుతుంది. ఈ సమయంలో ఎంత వేడి విడుదలైంది?

745. 1 m3 ఇసుకను 60 °C ద్వారా వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడిని లెక్కించండి.

746. గాలి పరిమాణం 60 m3, నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం 1000 J/kg °C, గాలి సాంద్రత 1.29 kg/m3. 22°Cకి పెంచడానికి ఎంత వేడి అవసరం?

747. నీటిని 10 °C వేడి చేసి, 4.20 103 J వేడిని ఖర్చు చేశారు. నీటి మొత్తాన్ని నిర్ణయించండి.

748. 0.5 కిలోల బరువున్న నీటికి 20.95 kJ వేడిని అందించారు. ప్రారంభ నీటి ఉష్ణోగ్రత 20 °C ఉంటే నీటి ఉష్ణోగ్రత ఎలా అవుతుంది?

749. 2.5 కిలోల బరువున్న రాగి పాన్ 10 °C వద్ద 8 కిలోల నీటితో నింపబడుతుంది. పాన్‌లోని నీటిని మరిగించడానికి ఎంత వేడి అవసరం?

750. 15 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక లీటరు నీటిని 300 గ్రా బరువున్న రాగి గరిటెలో పోస్తారు. గరిటెలోని నీటిని 85 °Cకి వేడి చేయడానికి ఎంత వేడి అవసరం?

751. 3 కిలోల బరువున్న వేడిచేసిన గ్రానైట్ ముక్క నీటిలో ఉంచబడుతుంది. గ్రానైట్ 12.6 kJ వేడిని నీటికి బదిలీ చేస్తుంది, 10 °C చల్లబరుస్తుంది. రాయి యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం ఏమిటి?

752. 50 °C వద్ద వేడి నీటిని 12 °C వద్ద 5 కిలోల నీటికి జోడించారు, 30 °C ఉష్ణోగ్రతతో మిశ్రమాన్ని పొందడం. మీరు ఎంత నీరు జోడించారు?

753. 20 °C వద్ద నీరు 60 °C వద్ద 3 లీటర్ల నీటికి జోడించబడింది, 40 °C వద్ద నీటిని పొందడం. మీరు ఎంత నీరు జోడించారు?

754. మీరు 80 °C వద్ద 600 గ్రాముల నీటిని 20 °C వద్ద 200 గ్రాముల నీటిని కలిపితే మిశ్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఎంతగా ఉంటుంది?

755. 90 °C వద్ద ఒక లీటరు నీటిని 10 °C వద్ద నీటిలో పోస్తారు, మరియు నీటి ఉష్ణోగ్రత 60 °C అయింది. అక్కడ చల్లటి నీరు ఎంత?

756. ఓడలో ఇప్పటికే 15 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 20 లీటర్ల చల్లటి నీరు ఉంటే, 60 °Cకి వేడిచేసిన వేడి నీటిని ఒక పాత్రలో పోయాలి; మిశ్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత 40 °C ఉండాలి.

757. 425 గ్రా నీటిని 20 °C ద్వారా వేడి చేయడానికి ఎంత వేడి అవసరమో నిర్ణయించండి.

758. నీరు 167.2 kJ అందుకుంటే 5 కిలోల నీరు ఎన్ని డిగ్రీలు వేడెక్కుతుంది?

759. ఉష్ణోగ్రత t1 నుండి ఉష్ణోగ్రత t2 వరకు m గ్రాముల నీటిని వేడి చేయడానికి ఎంత వేడి అవసరం?

760. 2 కిలోల నీరు 15 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద కెలోరీమీటర్‌లో పోస్తారు. 100 °Cకి వేడిచేసిన 500 గ్రా ఇత్తడి బరువును కెలోరీమీటర్ నీటిలోకి దింపితే అది ఏ ఉష్ణోగ్రతకు వేడెక్కుతుంది? ఇత్తడి యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం 0.37 kJ/(kg °C).

761. అదే వాల్యూమ్ యొక్క రాగి, టిన్ మరియు అల్యూమినియం ముక్కలు ఉన్నాయి. ఈ ముక్కలలో ఏది పెద్దది మరియు ఏది అతి చిన్న ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది?

762. 450 గ్రా నీరు, దీని ఉష్ణోగ్రత 20 °C, కెలోరీమీటర్‌లో పోశారు. 100 °Cకి వేడిచేసిన 200 గ్రాముల ఇనుప పూతలను ఈ నీటిలో ముంచినప్పుడు, నీటి ఉష్ణోగ్రత 24 °C అయింది. సాడస్ట్ యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయించండి.

763. 100 గ్రా బరువున్న రాగి కెలోరీమీటర్ 738 గ్రా నీటిని కలిగి ఉంటుంది, దీని ఉష్ణోగ్రత 15 °C. 100 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 200 గ్రా రాగి ఈ కెలోరీమీటర్‌లోకి తగ్గించబడింది, ఆ తర్వాత కెలోరీమీటర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత 17 °Cకి పెరిగింది. రాగి యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం ఏమిటి?

764. 10 గ్రా బరువున్న ఉక్కు బంతిని ఓవెన్ నుండి తీసి 10 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద నీటిలో ఉంచుతారు. నీటి ఉష్ణోగ్రత 25 °C కి పెరిగింది. నీటి ద్రవ్యరాశి 50 గ్రా అయితే ఓవెన్‌లోని బంతి ఉష్ణోగ్రత ఎంత? ఉక్కు యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం 0.5 kJ/(kg °C).

770. 2 కిలోల బరువున్న ఉక్కు కట్టర్‌ను 800 °C ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి, ఆపై 10 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 15 లీటర్ల నీటిని కలిగి ఉన్న పాత్రలోకి దించబడింది. పాత్రలోని నీరు ఏ ఉష్ణోగ్రతకు వేడెక్కుతుంది?

(సూచన: ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, కట్టర్‌ను తగ్గించిన తర్వాత పాత్రలోని నీటి యొక్క తెలియని ఉష్ణోగ్రత తెలియనిదిగా పరిగణించబడే సమీకరణాన్ని సృష్టించడం అవసరం.)

771. మీరు 0.02 కిలోల నీటిని 15 °C వద్ద, 0.03 కిలోల నీటిని 25 °C వద్ద మరియు 0.01 కిలోల నీటిని 60 °C వద్ద కలిపితే నీరు ఎంత ఉష్ణోగ్రతను పొందుతుంది?

772. బాగా వెంటిలేషన్ చేయబడిన తరగతిని వేడి చేయడానికి, గంటకు 4.19 MJ వేడి అవసరం. నీరు 80 °C వద్ద తాపన రేడియేటర్లలోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు వాటిని 72 °C వద్ద వదిలివేస్తుంది. రేడియేటర్లకు ప్రతి గంటకు ఎంత నీరు సరఫరా చేయాలి?

773. 100 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 0.1 కిలోల బరువున్న సీసం 0.04 కిలోల బరువున్న అల్యూమినియం కెలోరీమీటర్‌లో 15 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 0.24 కిలోల నీటిని కలిగి ఉంటుంది. ఆ తర్వాత కెలోరీమీటర్‌లో ఉష్ణోగ్రత 16 °Cకి చేరుకుంది. సీసం యొక్క నిర్దిష్ట వేడి ఏమిటి?

స్టవ్ మీద ఏది వేగంగా వేడెక్కుతుంది - కేటిల్ లేదా బకెట్ నీరు? సమాధానం స్పష్టంగా ఉంది - ఒక టీపాట్. అప్పుడు రెండవ ప్రశ్న ఎందుకు?

సమాధానం తక్కువ స్పష్టంగా లేదు - ఎందుకంటే కేటిల్‌లోని నీటి ద్రవ్యరాశి తక్కువగా ఉంటుంది. గొప్ప. మరియు ఇప్పుడు మీరు ఇంట్లో మీరే నిజమైన భౌతిక అనుభవాన్ని చేయవచ్చు. ఇది చేయుటకు, మీకు రెండు ఒకేలా చిన్న సాస్పాన్లు, సమానమైన నీరు మరియు కూరగాయల నూనె అవసరం, ఉదాహరణకు, అర లీటరు ఒక్కొక్కటి మరియు ఒక స్టవ్. అదే వేడి మీద నూనె మరియు నీటితో saucepans ఉంచండి. ఏది వేగంగా వేడెక్కుతుందో ఇప్పుడు చూడండి. మీకు ద్రవపదార్థాల కోసం థర్మామీటర్ ఉంటే, మీరు దానిని ఉపయోగించవచ్చు; కాకపోతే, మీరు కాలానుగుణంగా మీ వేలితో ఉష్ణోగ్రతను పరీక్షించవచ్చు, కాలిపోకుండా జాగ్రత్త వహించండి. ఏదైనా సందర్భంలో, చమురు నీటి కంటే చాలా వేగంగా వేడెక్కుతుందని మీరు త్వరలో చూస్తారు. మరియు మరొక ప్రశ్న, ఇది అనుభవం రూపంలో కూడా అమలు చేయబడుతుంది. ఏది వేగంగా ఉడకబెట్టాలి - వెచ్చని నీరు లేదా చల్లగా? ప్రతిదీ మళ్ళీ స్పష్టంగా ఉంది - ముగింపు రేఖ వద్ద వెచ్చని మొదటి ఉంటుంది. ఈ వింత ప్రశ్నలు మరియు ప్రయోగాలు ఎందుకు? "వేడి మొత్తం" అని పిలువబడే భౌతిక పరిమాణాన్ని నిర్ణయించడానికి.

వేడి పరిమాణం

వేడి మొత్తం అనేది ఉష్ణ బదిలీ సమయంలో శరీరం కోల్పోయే లేదా పొందే శక్తి. పేరును బట్టి ఇది స్పష్టమవుతుంది. శీతలీకరణ చేసినప్పుడు, శరీరం కొంత మొత్తంలో వేడిని కోల్పోతుంది మరియు వేడి చేసినప్పుడు, అది గ్రహిస్తుంది. మరియు మా ప్రశ్నలకు సమాధానాలు మాకు చూపించాయి వేడి మొత్తం దేనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది?మొదటిది, శరీరం యొక్క ద్రవ్యరాశి ఎక్కువ, దాని ఉష్ణోగ్రతను ఒక డిగ్రీకి మార్చడానికి ఎక్కువ వేడిని ఖర్చు చేయాలి. రెండవది, శరీరాన్ని వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడి మొత్తం అది కలిగి ఉన్న పదార్ధంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అంటే పదార్ధం రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మరియు మూడవదిగా, ఉష్ణ బదిలీకి ముందు మరియు తరువాత శరీర ఉష్ణోగ్రతలో వ్యత్యాసం మా లెక్కలకు కూడా ముఖ్యమైనది. పైన పేర్కొన్నదాని ఆధారంగా, మనం చేయవచ్చు సూత్రాన్ని ఉపయోగించి వేడి పరిమాణాన్ని నిర్ణయించండి:

ఇక్కడ Q అనేది వేడి మొత్తం,
m - శరీర బరువు,
(t_2-t_1) - ప్రారంభ మరియు చివరి శరీర ఉష్ణోగ్రతల మధ్య వ్యత్యాసం,
c అనేది పదార్ధం యొక్క నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం, ​​సంబంధిత పట్టికల నుండి కనుగొనబడింది.

ఈ ఫార్ములాను ఉపయోగించి, మీరు ఏదైనా శరీరాన్ని వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడిని లెక్కించవచ్చు లేదా ఈ శరీరం శీతలీకరణ సమయంలో విడుదల చేస్తుంది.

వేడి మొత్తం జౌల్స్‌లో (1 J) కొలుస్తారు, ఏ రకమైన శక్తి లాగానూ. అయినప్పటికీ, ఈ విలువ చాలా కాలం క్రితం ప్రవేశపెట్టబడలేదు మరియు ప్రజలు చాలా ముందుగానే వేడిని కొలవడం ప్రారంభించారు. మరియు వారు మన కాలంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే యూనిట్‌ను ఉపయోగించారు - క్యాలరీ (1 క్యాలరీ). 1 క్యాలరీ అంటే 1 గ్రాము నీటిని 1 డిగ్రీ సెల్సియస్ వేడి చేయడానికి అవసరమైన వేడి మొత్తం. ఈ డేటా ఆధారంగా, వారు తినే ఆహారంలో కేలరీలను లెక్కించడానికి ఇష్టపడేవారు, కేవలం వినోదం కోసం, రోజులో ఆహారంతో వినియోగించే శక్తితో ఎన్ని లీటర్ల నీటిని మరిగించవచ్చో లెక్కించవచ్చు.

« ఫిజిక్స్ - 10వ తరగతి"

ఏ ప్రక్రియలలో పదార్థం యొక్క సమగ్ర రూపాంతరాలు సంభవిస్తాయి?
మీరు పదార్ధం యొక్క అగ్రిగేషన్ స్థితిని ఎలా మార్చగలరు?

మీరు పని చేయడం, వేడి చేయడం లేదా, దానికి విరుద్ధంగా, చల్లబరచడం ద్వారా ఏదైనా శరీరం యొక్క అంతర్గత శక్తిని మార్చవచ్చు.
కాబట్టి, ఒక మెటల్ ఫోర్జింగ్ చేసినప్పుడు, పని జరుగుతుంది మరియు అది వేడెక్కుతుంది, అదే సమయంలో మెటల్ మండే మంటపై వేడి చేయబడుతుంది.

అలాగే, పిస్టన్ స్థిరంగా ఉంటే (Fig. 13.5), అప్పుడు వేడిచేసినప్పుడు వాయువు యొక్క వాల్యూమ్ మారదు మరియు పని చేయదు. కానీ వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత, అందువలన దాని అంతర్గత శక్తి పెరుగుతుంది.

అంతర్గత శక్తి పెరుగుతుంది మరియు తగ్గుతుంది, కాబట్టి వేడి మొత్తం సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది.

పని చేయకుండా ఒక శరీరం నుండి మరొక శరీరానికి శక్తిని బదిలీ చేసే ప్రక్రియ అంటారు ఉష్ణ మార్పిడి.

ఉష్ణ బదిలీ సమయంలో అంతర్గత శక్తిలో మార్పు యొక్క పరిమాణాత్మక కొలత అంటారు వేడి మొత్తం.

ఉష్ణ బదిలీ యొక్క పరమాణు చిత్రం.

శరీరాల మధ్య సరిహద్దు వద్ద ఉష్ణ మార్పిడి సమయంలో, వేడి శరీరం యొక్క వేగంగా కదిలే అణువులతో చల్లని శరీరం యొక్క నెమ్మదిగా కదిలే అణువుల పరస్పర చర్య జరుగుతుంది. ఫలితంగా, అణువుల గతి శక్తులు సమం చేయబడతాయి మరియు చల్లని శరీరం యొక్క అణువుల వేగం పెరుగుతుంది మరియు వేడి శరీరం యొక్క వేగం తగ్గుతుంది.

ఉష్ణ మార్పిడి సమయంలో, శక్తి ఒక రూపం నుండి మరొక రూపానికి మార్చబడదు; ఎక్కువ వేడి చేయబడిన శరీరం యొక్క అంతర్గత శక్తిలో కొంత భాగం తక్కువ వేడి చేయబడిన శరీరానికి బదిలీ చేయబడుతుంది.

వేడి మరియు ఉష్ణ సామర్థ్యం మొత్తం.

ఉష్ణోగ్రత t 1 నుండి ఉష్ణోగ్రత t 2 వరకు m ద్రవ్యరాశి శరీరాన్ని వేడి చేయడానికి, దానికి కొంత వేడిని బదిలీ చేయడం అవసరం అని మీకు ఇప్పటికే తెలుసు:

Q = cm(t 2 - t 1) = cm Δt. (13.5)

శరీరం చల్లబడినప్పుడు, దాని చివరి ఉష్ణోగ్రత t 2 ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రత t 1 కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు శరీరం విడుదల చేసే వేడి మొత్తం ప్రతికూలంగా ఉంటుంది.

సూత్రం (13.5)లోని గుణకం c అంటారు నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యంపదార్థాలు.

నిర్దిష్ట వేడి- ఇది 1 కిలోల బరువున్న పదార్ధం దాని ఉష్ణోగ్రత 1 K మారినప్పుడు స్వీకరించే లేదా విడుదల చేసే వేడి మొత్తానికి సంఖ్యాపరంగా సమానమైన పరిమాణం.

వాయువుల నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం ఉష్ణ బదిలీ జరిగే ప్రక్రియపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మీరు స్థిరమైన ఒత్తిడితో వాయువును వేడి చేస్తే, అది విస్తరించి పని చేస్తుంది. స్థిరమైన పీడనం వద్ద గ్యాస్‌ను 1 °C వేడి చేయడానికి, అది స్థిరమైన వాల్యూమ్‌లో వేడి చేయడం కంటే ఎక్కువ వేడిని బదిలీ చేయాల్సి ఉంటుంది, అప్పుడు గ్యాస్ మాత్రమే వేడెక్కుతుంది.

ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాలు వేడిచేసినప్పుడు కొద్దిగా విస్తరిస్తాయి. స్థిరమైన వాల్యూమ్ మరియు స్థిరమైన పీడనం వద్ద వాటి నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యాలు కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటాయి.

ఆవిరి యొక్క నిర్దిష్ట వేడి.

మరిగే ప్రక్రియలో ద్రవాన్ని ఆవిరిగా మార్చడానికి, కొంత మొత్తంలో వేడిని దానికి బదిలీ చేయాలి. ద్రవం ఉడకబెట్టినప్పుడు దాని ఉష్ణోగ్రత మారదు. స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవాన్ని ఆవిరిగా మార్చడం అణువుల గతి శక్తి పెరుగుదలకు దారితీయదు, కానీ వాటి పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్య శక్తి పెరుగుదలతో కూడి ఉంటుంది. అన్నింటికంటే, వాయువు అణువుల మధ్య సగటు దూరం ద్రవ అణువుల మధ్య కంటే చాలా ఎక్కువ.

1 కిలోల బరువున్న ద్రవాన్ని స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆవిరిగా మార్చడానికి అవసరమైన ఉష్ణ పరిమాణానికి సంఖ్యాపరంగా సమానమైన పరిమాణాన్ని అంటారు. ఆవిరి యొక్క నిర్దిష్ట వేడి.

ద్రవ బాష్పీభవన ప్రక్రియ ఏదైనా ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరుగుతుంది, అయితే వేగవంతమైన అణువులు ద్రవాన్ని వదిలివేస్తాయి మరియు బాష్పీభవన సమయంలో అది చల్లబడుతుంది. బాష్పీభవనం యొక్క నిర్దిష్ట వేడి బాష్పీభవనం యొక్క నిర్దిష్ట వేడికి సమానం.

ఈ విలువ r అక్షరంతో సూచించబడుతుంది మరియు కిలోగ్రాముకు జూల్స్‌లో (J/kg) వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

నీటి ఆవిరి యొక్క నిర్దిష్ట వేడి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది: 100 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద r H20 = 2.256 10 6 J/kg. ఇతర ద్రవాలకు, ఉదాహరణకు ఆల్కహాల్, ఈథర్, పాదరసం, కిరోసిన్, ఆవిరి యొక్క నిర్దిష్ట వేడి నీటి కంటే 3-10 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది.

m ద్రవ్యరాశిని ద్రవాన్ని ఆవిరిగా మార్చడానికి, దీనికి సమానమైన వేడి అవసరం:

Q p = rm. (13.6)

ఆవిరి ఘనీభవించినప్పుడు, అదే మొత్తంలో వేడి విడుదల అవుతుంది:

Q k = -rm. (13.7)

ఫ్యూజన్ యొక్క నిర్దిష్ట వేడి.

ఒక స్ఫటికాకార శరీరం కరిగిపోయినప్పుడు, దానికి సరఫరా చేయబడిన వేడి అంతా అణువుల మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్య శక్తిని పెంచడానికి వెళుతుంది. స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద కరగడం వలన అణువుల గతి శక్తి మారదు.

ద్రవీభవన స్థానం వద్ద 1 కిలోల బరువున్న స్ఫటికాకార పదార్థాన్ని ద్రవంగా మార్చడానికి అవసరమైన ఉష్ణ పరిమాణానికి సంఖ్యాపరంగా సమానమైన విలువను అంటారు. కలయిక యొక్క నిర్దిష్ట వేడిమరియు λ అక్షరంతో సూచించబడుతుంది.

1 కిలోల బరువున్న పదార్ధం స్ఫటికీకరించినప్పుడు, ద్రవీభవన సమయంలో గ్రహించిన అదే మొత్తంలో వేడి విడుదల అవుతుంది.

మంచు కరిగే నిర్దిష్ట వేడి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది: 3.34 10 5 J/kg.

"మంచులో అధిక వేడి కలయిక లేకపోతే, వసంతకాలంలో మంచు మొత్తం ద్రవ్యరాశి కొన్ని నిమిషాలు లేదా సెకన్లలో కరిగిపోతుంది, ఎందుకంటే వేడి గాలి నుండి మంచుకు నిరంతరం బదిలీ చేయబడుతుంది. దీని యొక్క పరిణామాలు భయంకరంగా ఉంటాయి; అన్నింటికంటే, ప్రస్తుత పరిస్థితిలో కూడా, పెద్ద మంచు లేదా మంచు కరిగిపోయినప్పుడు పెద్ద వరదలు మరియు బలమైన నీటి ప్రవాహాలు తలెత్తుతాయి. R. బ్లాక్, XVIII శతాబ్దం.

m ద్రవ్యరాశి స్ఫటికాకార శరీరాన్ని కరిగించడానికి, దీనికి సమానమైన వేడి అవసరం:

Qpl = λm. (13.8)

శరీరం యొక్క స్ఫటికీకరణ సమయంలో విడుదలయ్యే వేడి మొత్తం సమానంగా ఉంటుంది:

Q cr = -λm (13.9)

ఉష్ణ సంతులనం సమీకరణం.

ప్రారంభంలో వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలను కలిగి ఉన్న అనేక శరీరాలతో కూడిన వ్యవస్థలోని ఉష్ణ మార్పిడిని పరిశీలిద్దాం, ఉదాహరణకు, ఒక పాత్రలోని నీరు మరియు నీటిలోకి తగ్గించబడిన వేడి ఇనుప బంతి మధ్య ఉష్ణ మార్పిడి. శక్తి పరిరక్షణ చట్టం ప్రకారం, ఒక శరీరం ద్వారా విడుదల చేయబడిన వేడి మొత్తం సంఖ్యాపరంగా మరొక దాని ద్వారా పొందిన వేడికి సమానంగా ఉంటుంది.

ఇచ్చిన వేడి మొత్తం ప్రతికూలంగా పరిగణించబడుతుంది, అందుకున్న వేడి మొత్తం సానుకూలంగా పరిగణించబడుతుంది. కాబట్టి, మొత్తం వేడి Q1 + Q2 = 0.

ఒక వివిక్త వ్యవస్థలో అనేక శరీరాల మధ్య ఉష్ణ మార్పిడి సంభవిస్తే, అప్పుడు

Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... = 0. (13.10)

సమీకరణం (13.10) అంటారు ఉష్ణ సంతులనం సమీకరణం.

ఇక్కడ Q 1 Q 2, Q 3 అనేది శరీరాల ద్వారా స్వీకరించబడిన లేదా ఇవ్వబడిన వేడి మొత్తం. ఉష్ణ మార్పిడి ప్రక్రియలో పదార్ధం యొక్క వివిధ దశల పరివర్తనలు (కరగడం, స్ఫటికీకరణ, ఆవిరి, సంక్షేపణం) సంభవించినట్లయితే, ఈ మొత్తంలో వేడిని సూత్రం (13.5) లేదా సూత్రాలు (13.6)-(13.9) ద్వారా వ్యక్తీకరించబడతాయి.

పదార్థం యొక్క అంతర్గత నిర్మాణం, శక్తి అంటే ఏమిటి, ప్రకృతిలో ఏ శక్తి రూపాలు ఉన్నాయి మరియు శక్తి గురించి ఒక రూపం గురించి స్పష్టమైన ఆలోచనలు లేనప్పుడు, ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం అభివృద్ధి యొక్క ప్రారంభ దశలలో వేడి మొత్తం అనే భావన ఏర్పడింది. పదార్థం యొక్క కదలిక మరియు పరివర్తన.

ఉష్ణ మార్పిడి ప్రక్రియలో భౌతిక శరీరానికి బదిలీ చేయబడిన శక్తికి సమానమైన భౌతిక పరిమాణంగా వేడి మొత్తం అర్థం అవుతుంది.

వేడి యొక్క పాత యూనిట్ క్యాలరీ, 4.2 J కి సమానం; నేడు ఈ యూనిట్ ఆచరణాత్మకంగా ఉపయోగించబడదు మరియు జూల్ దాని స్థానంలో ఉంది.

ప్రారంభంలో, ఉష్ణ శక్తి యొక్క క్యారియర్ ద్రవ లక్షణాలతో పూర్తిగా బరువులేని మాధ్యమం అని భావించబడింది. ఉష్ణ బదిలీకి సంబంధించిన అనేక భౌతిక సమస్యలు ఈ ఆవరణ ఆధారంగా పరిష్కరించబడుతున్నాయి మరియు ఇప్పటికీ పరిష్కరించబడుతున్నాయి. చాలా సరైన నిర్మాణాలకు ఊహాజనిత కెలోరిక్ ఉనికి ఆధారం. తాపన మరియు శీతలీకరణ, ద్రవీభవన మరియు స్ఫటికీకరణ యొక్క దృగ్విషయంలో కేలరీలు విడుదల చేయబడతాయని మరియు గ్రహించబడుతుందని నమ్ముతారు. ఉష్ణ బదిలీ ప్రక్రియల కోసం సరైన సమీకరణాలు తప్పు భౌతిక భావనల ఆధారంగా పొందబడ్డాయి. తెలిసిన చట్టం ప్రకారం, వేడి మొత్తం నేరుగా ఉష్ణ మార్పిడిలో పాల్గొనే శరీర ద్రవ్యరాశికి మరియు ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది:

Q అనేది వేడి మొత్తం, m అనేది శరీర ద్రవ్యరాశి మరియు గుణకం తో- నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం అని పిలువబడే పరిమాణం. నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం అనేది ప్రక్రియలో పాల్గొన్న పదార్ధం యొక్క లక్షణం.

థర్మోడైనమిక్స్‌లో పని చేయండి

థర్మల్ ప్రక్రియల ఫలితంగా, పూర్తిగా యాంత్రిక పనిని నిర్వహించవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఒక వాయువు వేడెక్కినప్పుడు, అది దాని వాల్యూమ్ను పెంచుతుంది. దిగువ చిత్రం వంటి పరిస్థితిని తీసుకుందాం:

ఈ సందర్భంలో, యాంత్రిక పని ఒత్తిడిలో పిస్టన్ ద్వారా ప్రయాణించే మార్గం ద్వారా గుణించబడిన పిస్టన్పై గ్యాస్ పీడనం యొక్క శక్తికి సమానంగా ఉంటుంది. వాస్తవానికి, ఇది సరళమైన కేసు. కానీ దానిలో కూడా ఒక ఇబ్బందిని గమనించవచ్చు: పీడన శక్తి వాయువు యొక్క పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అంటే మనం స్థిరాంకాలతో వ్యవహరించడం లేదు, కానీ వేరియబుల్ పరిమాణాలతో. మూడు వేరియబుల్స్: పీడనం, ఉష్ణోగ్రత మరియు వాల్యూమ్ ఒకదానికొకటి సంబంధించినవి కాబట్టి, పనిని లెక్కించడం చాలా క్లిష్టంగా మారుతుంది. కొన్ని ఆదర్శవంతమైన, అనంతమైన నెమ్మదిగా ప్రక్రియలు ఉన్నాయి: ఐసోబారిక్, ఐసోథర్మల్, అడియాబాటిక్ మరియు ఐసోకోరిక్ - వీటి కోసం ఇటువంటి గణనలు సాపేక్షంగా సరళంగా నిర్వహించబడతాయి. పీడనం మరియు వాల్యూమ్ యొక్క గ్రాఫ్ ప్లాట్ చేయబడింది మరియు పని రూపం యొక్క సమగ్రంగా లెక్కించబడుతుంది.