Какво е термология?
Термология е научното изследване на явления, свързани с топлина и температура, като пренос на топлина, термично равновесие, трансформации, претърпени от газове, промени във физическото състояние и др.
Температура
Температура това е мярката за степента на възбуда на частиците, които изграждат тяло. Температурата на тялото е директно пропорционален скоростта, с която нейните атоми и молекули вибрират, въртят се или дори се превеждат.
Температурата е една от величиеоснови на природата, заедно с метро То е като второ, например. В системаМеждународенвединици (SI), единицата, използвана за измерване на температурата, е Келвин (K). Тази температурна скала се счита за абсолютна, тъй като не допуска отрицателни стойности и може да бъде пряко определена от топлинните вибрации на атомите. Следователно казваме, че най-ниската възможна температура е 0 K, известна още като абсолютна нула.
Въпреки съществуването на Келвин, други обичайни везни, базирани на други вещества, като Целзий и
Фаренхайт, продължават да се използват в света. Фигурата по-долу показва три термометра, градуирани по най-често съществуващите скали: Целзий,Келвин и Фаренхайт:
термометрични везни
В везнитермометрични се използват за измерване на температурата от някаква референция. Като цяло се вземат две неподвижни точки, към които би присъствало тялото или референтното вещество същите свойства като обем, плътност, проводимост или електрическо съпротивление, дължина и др.
НА мащабЦелзий това е най-използваният термометър в света. Това е скала по Целзий, тоест тя има 100 деления с еднакъв размер между фиксираните точки, 0 ° C и 100 ° C, наречени градуси. Тъй като това е обичайна скала, той допуска отрицателни температури: абсолютната му нула има стойност приблизително -273,5 ° С.
Вижсъщо: Термометри и термометрични везни
НА мащабФаренхайт, от своя страна се използва в няколко страни, като САЩ и Англия. Той е разработен така, че точката на Сливане вода е равно на 32 ° F. По този начин, дори достигайки ниски температури, е малко вероятно да се наблюдават отрицателни температури в страните, които използват тази скала. температурата на кипене вода във Фаренхайт е 212 ° F.
НА мащабКелвин се основава на термичното разбъркване на хелиевите атоми по такъв начин, че когато достигнат общ покой, на тези атоми се задава температура от 0 К. Днес знаем, че всъщност е тази много ниска температура недостижим.
За да преобразуваме температурни стойности, изразени в една от скалите, споменати по-горе, можем да използваме следните уравнения:
TК - температура в Келвин
TF - температура във Фаренхайт
T° С - температура в Целзий
Топлина
ние казваме това топлина е топлинната енергия, предавана между тела, които се срещат в температуримного различни, следователно като форма на енергия. Освен това топлината винаги преминава от тялото с най-висока температура към телата с най-ниска температура, докато се установи топлинно равновесие.
Топлината може да се предава чрез три процеса:
Шофиране: пренос на топлина чрез контакт с повърхности;
Конвекция: предаване на топлина поради образуването на конвективни токове в течност;
Облъчване: предаване на топлина от електромагнитни вълни.
Вижсъщо:Процеси на разпространение на топлина
Има само две форми на топлина: топлинаскрит и топлиначувствителен:
Топлиначувствителен: е формата на топлина, отговорна за промяната на температурата в тялото. Когато тялото получава разумна топлина, температурата му се повишава; когато едно и също тяло се откаже от разумната топлина, температурата му спада.
Топлинаскрит: това е количеството топлина, което трябва да се пренесе, за да може тялото или веществото да промени своето физическо състояние. Когато тялото например е с температура на кипене или топене, температурата му не се променя, дори ако остане изложена на източник на топлина. Няма промени в топлината, когато тялото обменя латентна топлина, а само промени във физическите състояния. Затова казваме, че получава топлинаскрит.
Вижсъщо: Разлики между чувствителната топлина и латентната топлина
Термично разширение
НА дилатациятермична това се случва, когато тялото получава или отдава големи количества топлина. Освен промянавтемпература или твоя държававагрегиране (физическо състояние), преносът на топлина към тялото може да причини промени в неговите размери. Термичното разширение зависи от температурните промени, претърпени от тялото, в допълнение към неговия коефициент на разширение линеен,плитка и обемни.
Според формата на тялото е възможно да се определи кой от размерите му е по-облагодетелстван. Например, иглата има удължена форма, така че най-важното разширение в този случай е линейна. Като цяло има три форми на термично разширение:
Линейно разширение: промяна в дължината на тялото. Това зависи от неговия коефициент на линейно разширение (α).
Повърхностно разширение: промяна, претърпяна от областта на тялото. Зависи от коефициента на повърхностно разширение (β).
Обемно разширение: настъпи промяна в обема на тялото. Зависи от коефициента на обемно разширение (γ).
Разширителните фуги се използват, така че железопътните пръти да не се разширяват и следователно да не се огъват.
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Вижсъщо:Термично разширение на твърдите вещества
Термодинамика
НА Термодинамика е важна област на термологията, която изучава връзките между топлина,работа,температура и други количества, като налягане,сила на звука, и т.н. Той е отговорен за установяването закони които управляват всички трансформации, които могат да бъдат подложени на материята, като закона за запазване на енергията, известен също като първия закон на термодинамиката.
Вижсъщо:Основи на калориметрията
Научете за законите на термодинамиката и кратко описание на съдържанието им:
Нулев закон на термодинамиката: е законът на топлинното равновесие. Този закон казва, че всички тела са склонни да обменят топлина, докато достигнат топлинно равновесие.
Първи закон на термодинамиката: е законът на запазване на енергия. Този закон гласи, че цялата топлина, получена от системата по време на термодинамичен процес, може да се превърне в работа или в увеличаване на нейната вътрешна енергия.
Втори закон на термодинамиката: е законът на ентропия. Този закон гласи, че всички системи, които получават топлина, обикновено достигат до по-ниски и по-ниски нива на организация.
Трети закон на термодинамиката: е законът на абсолютната нула. Този закон ни казва, че абсолютната нула всъщност е непостижима. Колкото и студено да е тялото, то никога няма да бъде при 0 К.
Термологични формули
Вижте някои термологични формули, които могат да бъдат полезни за вашето проучване:
Преобразуване на термометрични везни
-
Изчисление на чувствителната топлина
Въпрос: - разумна топлина
м - тестени изделия
° С - специфична топлина
ΔT - вариране на температурата Изчисляване на латентна топлина
Въпрос: - топлина
м - тестени изделия
L - латентна топлина
-
линейно термично разширение
L - крайна дължина
L0 - начална дължина
ΔT - вариране на температурата
α - коефициент на линейно разширение -
повърхностно термично разширение
с - финална площ
с0 - начална площ
ΔT - вариране на температурата
β - коефициент на повърхностно разширение -
Обемно термично разширение
V - Финален том
L0 - първоначален обем
ΔT - вариране на температурата
γ - коефициент на обемно разширение
Първи закон на термодинамиката
ΔU - вътрешна енергийна вариация
Въпрос: - топлина
τ - работа
Обобщение
Температура: колкото по-горещо е тялото, толкова по-голяма е вибрацията на неговите молекули. Такова вълнение се нарича температура.
Топлина: когато две тела с различни температури се срещат при термичен контакт, топлината се прехвърля от тялото с по-висока температура към по-малко горещото тяло
Везнитермометрични: се използват за представяне на температури в различни единици, като Целзий и Фаренхайт.
Дилатациятоплинна: когато тялото получава топлина и изпитва повишаване на температурата, размерите му могат да се увеличат. Този ефект се нарича термично разширение.
Вижте също: Каква е разликата между топлината и температурата?
Термологични упражнения
1) Термометър, калибриран по скалата на Фаренхайт, показва температура от 68 ° F. Каква е стойността на тази температура по скалата на Целзий?
Резолюция
превръщам Фаренхайт в Целзий, ще използваме формулата по-долу:
2) Тяло с 10 g специфична топлина, равна на 1,2 cal / g ° C, се подлага на температурни вариации от 25 ° C. Определете количеството топлина, предадено на това тяло по време на процеса.
Резолюция
В изявлението за упражнението се посочва, че има промяна в температурата на това тяло. Затова ще използваме формулата, която изчислява количеството разумна топлина:
Вземайки данните, предоставени от упражнението, ще трябва:
3) При термодинамичен процес са необходими 500 кал, за да се стопи тяло с маса, равна на 10 g, което е в твърдо състояние, при температурата му на топене. Определете скритата топлина на сливане на това тяло.
Резолюция
За да направим изчислението, което поискате, ще използваме формулата за скрита топлина:
Използвайки данните, които са били информирани, ще трябва да:
4) Проверете алтернативата, която представя името на процеса на предаване на топлина от електромагнитни вълни:
а) Шофиране
б) Конвекция
в) Предаване
г) Облъчване
д) Дилатация
Резолюция
Извиква се предаването на топлина чрез електромагнитни вълни облъчване. Чрез този процес Слънцето е в състояние да загрее земната повърхност.
5) Хомогенна метална пръчка с дължина, равна на 1,5 m, се загрява, докато температурата й от 25 ° C достигне 150 ° C. Като се има предвид, че коефициентът на линейно разширение на тази лента е 1.2.10-5 ° С-¹, определете крайната дължина на лентата след нагряване.
Резолюция
Типът на разширение, понесен от лентата, е линейна. Следователно, за да изчислим крайната дължина на тази лента, ще направим следното изчисление:
От мен Рафаел Хелерброк
Топлината е форма на транзитна енергия, която възниква между тела с различни температури. Една от формите на топлообмен възниква, когато има вътрешно движение на токовете на нагрята течност. Проверете името на този вид пренос на топлина:
В един много горещ ден е възможно да се забележи, че проводящ проводник, свързващ два полюса, изглежда е по-дълъг, отколкото през студените дни. Това се случва в резултат на явление, наречено:
