用語:概念、式、演習

サーモロジーとは何ですか?

サーモロジー に関連する現象の科学的研究です そしてその 温度、 熱伝達、熱平衡、ガスによる変態、物理的状態の変化など。

温度

温度 それは、体を構成する粒子の攪拌の程度の尺度です。 体温は直接 比例 その原子と分子が振動、回転、さらには並進する速度。

温度はの1つです 偉大さファンダメンタルズ 自然の、一緒に 地下鉄 のような 第二に、 例えば。 で システムインターナショナル単位 (SI)、温度の測定に使用される単位はケルビン(K)です。 この温度スケールは、負の値を許容せず、原子の熱振動によって直接決定できるため、絶対値と見なされます。 したがって、可能な最低温度は0 Kであり、別名 絶対零度.

ケルビンの存在にもかかわらず、他の物質に基づく他の通常のスケール、 摂氏 そして 華氏、 世界で使用され続けます. 次の図は、最も一般的な既存のスケールで目盛りが付けられた3つの温度計を示しています。 摂氏、ケルビン そして 華氏:

温度計

温度測定スケール

はかり温度測定 いくつかの参照から温度を測定するために使用されます。 一般に、身体または参照物質が提示する2つの固定点が取られます 体積、密度、導電率または電気抵抗、長さなどの同じプロパティ。

THE 規模摂氏 それは世界で最も使用されている温度計です。 これは摂氏スケールです。つまり、度と呼ばれる、0ºCと100ºCの固定点の間に同じサイズの100の目盛りがあります。 通常のスケールであるため、負の温度を許容します。絶対零度の値は約 -273.5°C.

見てまた: 温度計と温度計

THE 規模華氏、 同様に、米国や英国などのいくつかの国で使用されています。 のポイントが 融合 水の32°Fに等しいです。 したがって、低温に達したとしても、このスケールを使用する国で負の温度が観察される可能性は低いです。 の温度 沸騰 華氏の水の量は212°Fです。

THE 規模ケルビン は、ヘリウム原子が完全に静止したときに、これらの原子に0Kの温度が割り当てられるようにヘリウム原子を熱攪拌することに基づいていました。 今日、私たちはこの非常に低い温度が実際に 到達不能。

上記のスケールの1つで表される温度値を変換するには、次の式を使用できます:

温度測定スケール式

TK –ケルビンの温度
TF –華氏の気温
TÇ –摂氏での温度

私たちはそれを言います

で出会う物体間で伝達される熱エネルギーです 温度多くの異なる、 したがって、エネルギーの一形態です。 さらに、熱は、熱平衡が確立されるまで、常に最高温度の物体から最低温度の物体に移動します。

熱は次の3つのプロセスで伝達されます。

  • 運転: 表面との接触による熱伝達;

  • 対流: 流体内の対流の形成による熱伝達;

  • 照射: 電磁波による熱伝達。

見てまた:熱伝播プロセス

熱には2つの形態しかありません。 潜在的 そして 敏感:

  • 敏感:は、体内の温度変化の原因となる熱の形態です。 体が顕熱を受けると、その温度が上昇します。 同じ体が顕熱をあきらめると、その温度は下がります。

  • 潜在的: それは、物体または物質がその物理的状態を変化させるために伝達されなければならない熱の量です。 たとえば、物体が沸騰温度または融解温度にある場合、熱源にさらされたままであっても、その温度は変化しません。 体が潜熱を交換するときの熱の変化はなく、物理的な状態が変化するだけです。 それが彼が受け取ると言う理由です 潜在的。

見てまた: 顕熱と潜熱の違い

熱膨張

THE 膨張熱の これは、体が大量の熱を受け取ったり放出したりするときに発生します。 それに加えて 変化する温度 またはあなたのもの 状態集約 (物理的状態)、体への熱の伝達は、その寸法の変化を引き起こす可能性があります。 熱膨張は、膨張係数に加えて、物体が受ける温度変化に依存します 線形、浅い そして 体積測定。

体の形に応じて、どちらの寸法がより好ましいかを判断することができます。 たとえば、針は細長い形状であるため、この場合の最も重要な拡張は 線形。 全体として、熱膨張には3つの形式があります。

  • 線形拡張: 体の長さの変化。 線膨張係数(α)に依存します。

  • 表面的な拡張: 体の領域によって受けた変化。 表面膨張係数(β)に依存します。

  • 体積膨張: 体の体積に変化が生じました。 体積膨張係数(γ)に依存します。

膨張
伸縮継手は、鉄道バーが膨張せず、その結果、曲がらないように使用されます。

見てまた:固体の熱膨張

熱力学

THE 熱力学 間の関係を研究する熱学の重要な分野です 熱、作業、温度 およびその他の数量、 圧力、ボリューム、 等 それは確立する責任があります 法律 熱力学の第1法則としても知られるエネルギー保存の法則など、物質が受ける可能性のあるすべての変換を支配します。

見てまた:熱量測定の基礎

熱力学の法則とその内容の簡単な説明について学びます。

  • 熱力学のゼロ法則: は熱平衡の法則です。 この法則によれば、すべての物体は熱平衡に達するまで熱を交換する傾向があります。

  • 熱力学の第一法則: の法則です 保全 エネルギーの。 この法則は、熱力学的プロセス中にシステムが受け取るすべての熱は、仕事またはその内部エネルギーの増加に変換できると述べています。

  • 熱力学の第二法則: の法則です エントロピ。 この法律は、熱を受けるすべてのシステムが組織のレベルをどんどん低くする傾向があると述べています。

  • 熱力学の第三法則: 絶対零度の法則です。 この法則は、絶対零度は実際には達成できないことを示しています。 体がどんなに冷たくても、0Kになることはありません。

サーモロジーフォーミュラ

あなたの研究に役立つかもしれないいくつかの熱学の公式をチェックしてください:

  • 温度測定スケールの変換

スケールの変換
  • 顕熱計算

    顕熱計算

    Q - 顕熱
    m - パスタ
    ç –比熱
    ΔT -温度変化

  • 潜熱の計算

潜熱の計算

Q - 熱
m - パスタ
L –潜熱

  • 線形熱膨張

    線形拡張

    L –最終的な長さ
    L0 –初期の長さ
    ΔT -温度変化
    α –線膨張係数

  • 表面熱膨張

    表面的な拡張

    s –最終エリア
    s0 –初期領域
    ΔT -温度変化
    β –表面膨張係数

  • 体積熱膨張

    体積膨張

    V -最終巻
    L0 –初期ボリューム
    ΔT -温度変化
    γ –体積膨張係数

  • 熱力学の第一法則

熱力学の第一法則

ΔU– 内部エネルギー変動
Q - 熱
τ -仕事

概要

  • 温度: 体が熱くなるほど、その分子の振動は大きくなります。 このような攪拌は温度と呼ばれます。

  • 熱: 温度の異なる2つの物体が熱接触すると、熱は高温の物体から低温の物体に向かって伝達されます。

  • はかり温度測定: 摂氏や華氏など、さまざまな単位で温度を表すために使用されます。

  • 膨張熱の: 体が熱を受けて温度が上昇すると、その寸法が大きくなる可能性があります。 この効果は熱膨張と呼ばれます。

も参照してください: 熱と温度の違いは何ですか?

サーモロジー演習

1) 華氏スケールで校正された温度計は、68°Fの温度を示します。 摂氏スケールでのこの温度の値は何ですか?

解決

変換する 華氏摂氏、 以下の式を使用します。

演習1の計算

2) 1.2 cal / g°Cに等しい10gの比熱を持つボディは25°Cの温度変化にさらされます。 プロセス中にこのボディに伝達される熱量を決定します。

解決

運動ステートメントは、この体の温度に変動があったと述べています。 したがって、顕熱の量を計算する式を使用します。

顕熱

演習で提供されたデータを使用して、次のことを行う必要があります。

顕熱計算

3) 熱力学的プロセスでは、固体状態の10gに等しい質量の物体をその融解温度で融解するために500カロリーが必要です。 この体の融解潜熱を決定します。

解決

要求された計算を行うために、潜熱式を使用します。

潜熱

通知されたデータを使用して、次のことを行う必要があります。

潜熱の計算

4) 電磁波による熱伝達のプロセスの名前を提示する代替案を確認してください。

a)運転

b)対流

c)トランスミッション

d)照射

e)拡張

解決

電磁波による熱の伝達は 照射。 このプロセスを通じて、太陽は地球の表面を加熱することができます。

5) 長さが1.5mの均質な金属棒を、25°Cの温度が150°Cに達するまで加熱します。 このバーの線膨張係数が1.2.10であることを考慮すると-5 °C-¹、加熱後のバーの最終的な長さを決定します。

解決

バーが被る拡張のタイプは 線形。 したがって、このバーの最終的な長さを計算するには、次の計算を行います。

最終的な長さの計算


私によって。ラファエル・ヘラーブロック

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