Energiatermikus egy tág kifejezés, amelyet különböző termodinamikai mennyiségek kifejezésére használnak, mint pl belső energia vagy összege hő közötti rendszerek cseréje sok különbözőhőmérsékletek. Ebben a cikkben a hőenergiát a szinonimájaként kezeljük energiabelső, amely a. összegeként értelmezhető energiákkinetika és lehetséges Tól től atomok és a termodinamikai rendszert alkotó molekulák.
Nézis:Mielőtt folytatná, nézzen meg egy csodálatos összefoglalót a termológiáról
Hőenergia
Energiatermikus eredménye összeg ad energiakinetika és lehetséges a test összes alkotó részecskéje. hőenergia Attól függközvetlenül ad hőfokabszolút testének kelvinben (K) mérve, és a mennyiségétől is függ fokban benszabadság a rendszer, vagyis: azoknak az irányoknak a száma, amelyekben a molekulák mozoghatnak, rezeghetnek, oszcillálhatnak vagy akár el is foroghatnak.
O tételadekipartíció az energia azt állítja, hogy: a rendszer minden egyes fokán a belső energiája kiszámítható a ½ k kifejezés egész számának többszöröséből BT, ahol Kb a állandóban benBoltzmann és T a hőfok kelvinben mérve. Az ideális egyatomos gáz hőenergia kiszámításához használt képlet az alábbiakban látható, ellenőrizze:
KB - Boltzmann-állandó (KB = 1,38.10-23 m².kg / s². K)
Mivel az ideális gázok hőenergiáját a fenti képlet fejezi ki, és az a energiakinetikaátlagos a következő egyenlőséget írhatjuk fel:
Nézis:Végül is milyen színű a víz?
A fenti képlet segítségével lehetséges becslésaz átlagos fordítási sebesség a jelen lévő atomok közül légköri gáz. Figyelembe véve a 25 ° C hőmérsékletet és az atomi atomokat oxigén (M = 16 g / mol), átlagosan 680 m / s vagy 1525 km / h sebességet találtunk - ez az a sebesség, amellyel a légköri gázrészecskék folyamatosan ránk törnek.
Diatomi gáz esetén a monoatomikus gázokhoz használt kifejezéshez hozzáadjuk a ½k tényezőtBT, a szabadság egy fokának növekedése miatt, ami a következő kifejezést eredményezi:
Szerint a első törvénye termodinamika, a energiatermikus egy rendszer más energiákká alakítható, mint pl hő és munka. A hőség például a átruházásban benenergiatermikus,kizárólag a hőmérséklet-különbség miatt rendszer és környezete között; a munka pedig az erőknek a rendszerre vagy a rendszerre gyakorolt hatására vonatkozik.
Ebben az értelemben a munka felhasználható dugattyú mozgatására, mint a gőzmozdonyos mozdonyokban, és az is belső égésű motorok, amely gyakorlatilag az összes jelenlegi gépjárművet meghajtja. Az alábbiakban bemutatjuk a termodinamika első törvényét, megjegyzés:
A termodinamika 1. törvénye szerint a belső energia változása a munka és a hő különbsége.
A test hőenergia-modulusának kiszámítására más módon is van lehetőség gázokeszmék, amelyben a részecskék közötti potenciális energiát nullának tekintjük, ehhez a belső energiát a számukban fejezzük ki anyajegyek (n) és a tökéletes gázok univerzális állandója (R), ellenőrizze:
n - molok száma (mol)
R - tökéletes gázok univerzális állandója (R = 0,082 atm. L / mol. K vagy 8,31 J / mol. K)
Még mindig a tökéletes gázok hatókörén belül, a clapeyron-egyenlet (PV = nRT), az energia definíciójának kitettségével új kifejezést kaphatunk, megjegyzés:
P - nyomás (Pa)
V - térfogat (m³)
Lásd még:Meleg levegő emelkedik és hideg levegő esik, de miért?
A hőenergia előnyei és hátrányai
Mindennap nagy számban használunk forrásokban benenergiatermikus hogy energiát termeljen. O Emberi testpéldául sokat fogyaszt tápanyagok hogy létrehozzuk a létfontosságú folyamataink működéséhez szükséges hőenergiát. nagy része elektromosság gyártják a világon attól függ, hogy képesek vagyunk-e a hőenergiát villamos energiává átalakítani.
Nézze meg azokat az eszközöket, amelyek hőenergiát használnak az áramtermeléshez, valamint annak fő előnyeit és hátrányait:
növénytípus |
Előnyök |
Hátrányok |
termonukleáris erőmű |
Alacsony szennyező gázkibocsátás és magas hatékonyság |
Radioaktív hulladék keletkezése és sugárterhelés |
Széntüzelésű hőerőmű |
Nagy energiatermelés és alacsony költség |
Szennyező és üvegházhatású gázok kibocsátása |
Termoelektromos erőmű földgázzal |
Kevesebb szennyezés, mint a szénégetés |
Költsége nagyon változó, mivel a földgáz kőolajszármazék |
Biomasszával működő termoelektromos erőmű |
Alacsony telepítési költség és alacsony üvegházhatásúgáz-kibocsátás |
Erdőirtás és nagy monokultúrás ültetvények |
geotermikus növény |
Nem polute |
Magas telepítési és karbantartási költség |
Lásd még: Tanuld meg egyszer és mindenkorra a hidrosztatikát!
Gyakorlatok a hőenergiáról
1. kérdés) Két mól ideális diatomiás gáz találkozik 127 ° C hőmérsékleten. A gáz hőenergia körülbelül:
Adat: R = 8,31 J / mol. K
a) 1.5.106 J
b) 1.7.104 J
c) 8.5.103 J
d) 5.3.104 J
e) 8.5.104 J
Visszacsatolás: B betű
Felbontás:
Számítsuk ki a gáz energiáját a következő kifejezés segítségével, mivel a gáz kova, azonban ezt megelőzően meg kell változtatni a hőmérsékletet celsius fokról kelvinre, vegye figyelembe a számítás:
A számítások szerint ennek a diatomi gáznak az energiája 16 620 J, azaz megközelítőleg 1,7.104 J, ha tudományos jelöléssel és a kerekítési szabályok alkalmazásával fejezik ki.
2. kérdés) Három mol ideális egyatomos gáz 5.10-rel megegyező hőmennyiséget kap2 cal és 2,10-es munkát végez2 mész a folyamat során. Határozza meg a gáz hőmérsékletének változását Celsius-fokban.
Adat: R = 0,082 atm. L / mol. K
a) 214 ° C
b) 813 ° C
c) 1620 ° C
d) 740 ° C
e) 370 ° C
Visszacsatolás: B betű
Felbontás:
A gyakorlat megoldásához két külön képletet kell összekapcsolnunk, az első törvényt termodinamika, amely meghatározza az energiaváltozást, és az ideális egyatomos gáz hőenergia-képlete, néz:
Miután kicseréltük az adatokat a képletekben, 813 ° C variációt találunk, így a helyes alternatíva a B betű.
Általam. Rafael Helerbrock
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-termica.htm