Hvad er termologi?
Termologi er den videnskabelige undersøgelse af fænomener relateret til varme og temperatur, såsom varmeoverførsel, termisk ligevægt, transformationer gennemgået af gasser, ændringer i fysisk tilstand osv.
Temperatur
Temperatur det er målestokken for graden af agitation af partiklerne, der udgør en krop. Temperaturen i et legeme er direkte proportional den hastighed, hvormed dets atomer og molekyler vibrerer, roterer eller endda oversættes.
Temperaturen er en af temperaturerne storhedergrundlæggende af naturen sammen med undergrundsbane Det er ligesom sekund, for eksempel. Ved systemInternationalienheder (SI), er den enhed, der bruges til at måle temperaturen, Kelvin (K). Denne temperaturskala betragtes som absolut, da den ikke tillader negative værdier og kan bestemmes direkte af atomernes termiske vibration. Derfor siger vi, at den lavest mulige temperatur er 0 K, også kendt som absolut nul.
På trods af eksistensen af Kelvin, andre sædvanlige skalaer, baseret på andre stoffer, såsom
Celsius og Fahrenheit, fortsat bruges i verden. Figuren nedenfor viser tre termometre gradueret på de mest almindelige eksisterende skalaer: Celsius,Kelvin og Fahrenheit:
termometriske skalaer
På skalaertermometrisk bruges til at måle temperatur ud fra en eller anden reference. Generelt tages to faste punkter, som kroppen eller referencestoffet vil præsentere for de samme egenskaber som volumen, tæthed, ledningsevne eller elektrisk modstand, længde osv.
DET vægtCelsius det er det mest anvendte termometer i verden. Det er en celsius-skala, det vil sige, den har 100 inddelinger af samme størrelse mellem de faste punkter, 0 ºC og 100 ºC, kaldet grader. Da det er en sædvanlig skala, indrømmer den negative temperaturer: dens absolutte nul har en værdi på ca. -273,5 ° C.
Seogså: Termometre og termometriske skalaer
DET vægtFahrenheit, til gengæld bruges det i nogle få lande, såsom USA og England. Det blev udviklet således, at pointen med Fusion vand er lig med 32 ° F. Selv når man når lave temperaturer, er det således usandsynligt, at der observeres negative temperaturer i lande, der bruger denne skala. temperaturen på kogende vand i Fahrenheit er 212 ° F.
DET vægtKelvin var baseret på den termiske omrøring af heliumatomer på en sådan måde, at når de når total hvile, tildeles disse atomer en temperatur på 0 K. I dag ved vi, at denne meget lave temperatur faktisk er uopnåelig.
For at konvertere temperaturværdier udtrykt i en af skalaerne nævnt ovenfor kan vi bruge følgende ligninger:
TK - temperatur i Kelvin
TF - temperatur i Fahrenheit
TÇ - temperatur i Celsius
Varme
vi siger det varme er den termiske energi, der overføres mellem legemer, der mødes i temperaturermange forskellige, derfor en form for energi. Desuden bevæger varmen sig altid fra kroppen med den højeste temperatur til de legemer med den laveste temperatur, indtil termisk ligevægt er etableret.
Varme kan overføres gennem tre processer:
Kørsel: varmetransmission gennem kontakt med overflader;
Konvektion: varmetransmission på grund af dannelsen af konvektive strømme i en væske;
Bestråling: varmetransmission af elektromagnetiske bølger.
Seogså:Varmeudbredelsesprocesser
Der er kun to former for varme: varmelatent og varmefølsom:
Varmefølsom: er den form for varme, der er ansvarlig for temperaturændringen i et legeme. Når et legeme modtager fornuftig varme, stiger dets temperatur; når den samme krop opgiver fornuftig varme, falder temperaturen.
Varmelatent: det er den mængde varme, der skal overføres for at et legeme eller stof kan ændre dets fysiske tilstand. Når et legeme f.eks. Har koge- eller smeltetemperatur, ændres dets temperatur ikke, selvom det forbliver udsat for en varmekilde. Der er ingen varmeændringer, når et legeme udveksler latent varme, bare ændringer i fysiske tilstande. Derfor siger vi, at han modtager varmelatent.
Seogså: Forskelle mellem fornuftig varme og latent varme
Varmeudvidelse
DET udvidelsetermisk det opstår, når et legeme modtager eller giver store mængder varme væk. udover det lave omitemperatur eller din statisammenlægning (fysisk tilstand), kan overførsel af varme til et legeme forårsage ændringer i dets dimensioner. Termisk ekspansion afhænger af den temperaturvariation, som kroppen lider foruden dens ekspansionskoefficient lineær,overfladisk og volumetrisk.
I henhold til legemets form er det muligt at bestemme, hvilken af dens dimensioner der er mest foretrukne. For eksempel har en nål en aflang form, så den vigtigste udvidelse i dette tilfælde er lineær. Alt i alt er der tre former for termisk ekspansion:
Lineær udvidelse: ændring i kroppens længde. Det afhænger af dets koefficient for lineær ekspansion (α).
Overfladisk udvidelse: ændring gennemgået af kroppens område. Det afhænger af koefficienten for overfladeekspansion (β).
Volumetrisk dilatation: ændringer skete i volumenet af en krop. Det afhænger af den volumetriske ekspansionskoefficient (γ).
Ekspansionsfuger anvendes, så jernbanestængerne ikke udvides og følgelig ikke bøjes.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Seogså:Termisk ekspansion af faste stoffer
Termodynamik
DET Termodynamik er et vigtigt område inden for termologi, der studerer forholdet mellem varme,arbejde,temperatur og andre mængder, lignende tryk,bind, etc. Det er ansvarligt for etablering love der styrer alle transformationer, som materien kan gennemgå, såsom loven om energibesparelse, også kendt som den første lov om termodynamik.
Seogså:Grundlæggende i kalorimetri
Lær om termodynamikens love og en kort beskrivelse af dens indhold:
Nul lov om termodynamik: er loven om termisk ligevægt. Denne lov siger, at alle kroppe har tendens til at udveksle varme, indtil de når termisk ligevægt.
Første lov om termodynamik: er loven om bevarelse af energi. Denne lov siger, at al den varme, der modtages af et system under en termodynamisk proces, kan konverteres til arbejde eller til en stigning i dets interne energi.
Anden lov om termodynamik: er loven om entropi. Denne lov siger, at alle systemer, der modtager varme, har tendens til at opnå lavere og lavere organisationsniveauer.
Tredje lov om termodynamik: er loven om absolut nul. Denne lov fortæller os, at absolut nul faktisk ikke kan opnås. Uanset hvor kold en krop er, vil den aldrig være på 0 K.
Termologi formler
Tjek nogle termologiformler, der kan være nyttige til din undersøgelse:
Konvertering af termometriske skalaer
-
Følsom varmeberegning
Q - fornuftig varme
m - pasta
ç - specifik varme
AT - temperaturvariation Beregning af latent varme
Q - varme
m - pasta
L - latent varme
-
lineær termisk udvidelse
L - endelig længde
L0 - indledende længde
AT - temperaturvariation
α - lineær ekspansionskoefficient -
overfladetermisk udvidelse
s - sidste område
s0 - oprindeligt område
AT - temperaturvariation
β - overfladeekspansionskoefficient -
Volumetrisk termisk udvidelse
V - Endelig bind
L0 - indledende lydstyrke
AT - temperaturvariation
γ - volumetrisk ekspansionskoefficient
Første lov om termodynamik
ΔU - intern energivariation
Q - varme
τ - arbejde
Resumé
Temperatur: jo varmere et legeme er, jo større er vibrationerne af dets molekyler. Sådan omrøring kaldes temperatur.
Varme: når to legemer med forskellige temperaturer mødes i termisk kontakt, overføres varme fra kroppen med højere temperatur mod den mindre varme krop
Vægtetermometrisk: bruges til at repræsentere temperaturer i forskellige enheder, såsom Celsius og Fahrenheit.
Udvidelsetermisk: når et legeme modtager varme og oplever temperaturstigninger, kan dets dimensioner øges. Denne effekt kaldes termisk ekspansion.
Se også: Hvad er forskellen mellem varme og temperatur?
Termologi øvelser
1) Et termometer kalibreret på Fahrenheit-skalaen indikerer en temperatur på 68 ° F. Hvad er værdien af denne temperatur på Celsius-skalaen?
Løsning
at konvertere Fahrenheit i Celsius, vi bruger formlen nedenfor:
2) Et legeme med 10 g specifik varme svarende til 1,2 cal / g ° C udsættes for en temperaturvariation på 25 ° C. Bestem mængden af varme, der overføres til denne krop under processen.
Løsning
Øvelseserklæringen siger, at der var en variation i temperaturen for denne krop. Derfor bruger vi formlen, der beregner mængden af fornuftig varme:
Ved at tage de data, der er leveret af øvelsen, bliver vi nødt til at:
3) I en termodynamisk proces er der behov for 500 cal for at smelte et legeme med en masse lig med 10 g, som er i fast tilstand, ved dets smeltetemperatur. Bestem den latente fusionsvarme af denne krop.
Løsning
For at foretage den beregning, du beder om, bruger vi den latente varmeformel:
Ved hjælp af de data, der blev informeret, bliver vi nødt til at:
4) Kontroller alternativet, der viser navnet på processen med varmetransmission ved hjælp af elektromagnetiske bølger:
a) Kørsel
b) Konvektion
c) Transmission
d) Bestråling
e) Udvidelse
Løsning
Overførsel af varme gennem elektromagnetiske bølger kaldes bestråling. Gennem denne proces er solen i stand til at varme jordens overflade.
5) En homogen metalstang med en længde svarende til 1,5 m opvarmes, indtil dens temperatur på 25 ° C når 150 ° C. I betragtning af at koefficienten for lineær udvidelse af denne bjælke er 1.2.10-5 ° C-¹, bestemm den endelige længde af stangen efter opvarmning.
Løsning
Den type udvidelse, som en søjle lider, er lineær. Derfor beregner vi den endelige længde af denne bjælke følgende beregning:
Af mig Rafael Helerbrock
Varme er en form for energi i transit, der opstår mellem kroppe, der har forskellige temperaturer. En af formerne for varmeoverførsel opstår, når der er intern bevægelse af strømmen af en opvarmet væske. Kontroller navnet på denne type varmeoverførsel:
På en meget varm dag er det muligt at observere, at en ledningstråd, der forbinder to poler, ser ud til at have en længere længde end på kolde dage. Dette sker som et resultat af et fænomen kaldet:
