Шта је термологија?
Термологија је научно проучавање појава повезаних са топлота и температура, као што су пренос топлоте, топлотна равнотежа, трансформације подвргнуте гасовима, промене физичког стања итд.
Температура
Температура то је мера степена узнемирености честица које чине тело. Температура тела је директно пропорционално брзина којом његови атоми и молекули вибрирају, ротирају се или чак преводе.
Температура је једна од величинеосновама природе, заједно са Метро То је као друго, на пример. Ат системИнтернатионалујединице (СИ), јединица која се користи за мерење температуре је Келвин (К). Ова температурна скала се сматра апсолутном, јер не признаје негативне вредности и може се директно одредити топлотном вибрацијом атома. Стога кажемо да је најнижа могућа температура 0 К, позната и као апсолутна нула.
Упркос постојању Келвина, друге уобичајене скале, засноване на другим супстанцама, као нпр Целзијус и Фахренхеит, и даље се користе у свету. Доња слика приказује три термометра градуирана на најчешћим постојећим скалама: Целзијус,Келвин и Фахренхеит:
термометријске ваге
У вагетермометријска користе се за мерење температуре из неке референце. Генерално се узимају две фиксне тачке на којима би се налазило тело или референтна супстанца иста својства као што су запремина, густина, проводљивост или електрични отпор, дужина итд.
ТХЕ СкалаЦелзијус то је термометар који се најчешће користи на свету. То је степена Целзијуса, односно има 100 подела једнаке величине између фиксних тачака, 0 ºЦ и 100 ºЦ, названих степени. Како је то уобичајена скала, она прихвата негативне температуре: њена апсолутна нула има вредност приближно -273,5 ° Ц.
Гледајтакође: Термометри и термометријске ваге
ТХЕ СкалаФахренхеит, заузврат, користи се у неколико земаља, попут Сједињених Држава и Енглеске. Развијен је тако да тачка Фузија воде је једнако 32 ° Ф. Стога је чак и достизање ниских температура мало вероватно да се негативне температуре примећују у земљама које користе ову скалу. температура од кипећи воде у Фаренхајту износи 212 ° Ф.
ТХЕ СкалаКелвин био заснован на термичком мешању атома хелијума на такав начин да, када достигну укупан мировање, овим атомима се додељује температура од 0 К. Данас знамо да је та врло ниска температура заправо недостижан.
Да бисмо претворили вредности температуре изражене у једној од горе поменутих скала, можемо користити следеће једначине:
Т.К. - температура у Келвину
Т.Ф - температура у Фахренхеит-у
Т.Ц - температура у Целзијусу
Топлота
ми то кажемо топлота је топлотна енергија која се преноси између тела која се сусрећу у температуремноги различити, дакле бити облик енергије. Даље, топлота увек путује од тела са највишом температуром до тела са најнижом температуром, све док се не успостави топлотна равнотежа.
Топлота се може преносити кроз три процеса:
Вожња: пренос топлоте кроз контакт са површинама;
Конвекција: пренос топлоте услед стварања конвективних струја у течности;
Зрачење: пренос топлоте електромагнетним таласима.
Гледајтакође:Процеси ширења топлоте
Постоје само два облика топлоте: топлотаскривен и топлотаосетљиво:
Топлотаосетљив: је облик топлоте одговоран за промену температуре у телу. Када тело прими осетну топлоту, температура му расте; када се исто тело одрекне осетне топлоте, температура му опада.
Топлотаскривен: то је количина топлоте која се мора пренети да би тело или супстанца променило своје физичко стање. На пример, када је тело на температури кључања или топљења, његова температура се не мења, чак и ако остаје изложено извору топлоте. Не постоје промене топлоте када тело размењује латентну топлоту, већ само промене физичких стања. Зато кажемо да прима топлотаскривен.
Гледајтакође: Разлике између осетљиве и латентне топлоте
Термално ширење
ТХЕ дилатацијатермичка јавља се када тело прими или ода велике количине топлоте. поред променаутемпература или твоје стањеуагрегација (физичко стање), пренос топлоте у тело може проузроковати промене његових димензија. Термичко ширење зависи од температурних варијација које трпи тело, поред коефицијента експанзије линеарно,плитко и волуметријски.
Према облику тела, могуће је утврдити која је од његових димензија више фаворизована. На пример, игла има издужени облик, па је најважнија дилатација у овом случају линеарно. Укупно постоје три облика топлотног ширења:
Линеарна дилатација: промена дужине тела. Зависи од његовог коефицијента линеарног ширења (α).
Површинска дилатација: промена подвргнута површини тела. Зависи од коефицијента површинског ширења (β).
Волуметријска дилатација: дошло је до промене запремине тела. Зависи од коефицијента волуметријског ширења (γ).
Дилатациони зглобови се користе тако да се шинске шине не шире и, сходно томе, не савијају.
Гледајтакође:Термичко ширење чврстих тела
Термодинамика
ТХЕ Термодинамика је важно подручје термологије које проучава односе између топлота,посао,температура и друге количине, као притисак,запремина, итд. Одговорно је за успостављање Закони који управљају свим трансформацијама кроз које материја може да се подвргне, као што је закон о очувању енергије, познат и као први закон термодинамике.
Гледајтакође:Основи калориметрије
Сазнајте о законима термодинамике и кратком опису њиховог садржаја:
Нулти закон термодинамике: је закон топлотне равнотеже. Овај закон каже да сва тела теже да размењују топлоту док не постигну топлотну равнотежу.
Први закон термодинамике: је закон од конзервација енергије. Овај закон каже да се сва топлота коју систем прими током термодинамичког процеса може претворити у рад или у повећање своје унутрашње енергије.
Други закон термодинамике: је закон од ентропија. Овај закон каже да сви системи који примају топлоту теже постизању нижих и нижих нивоа организације.
Трећи закон термодинамике: је закон апсолутне нуле. Овај закон нам говори да је апсолутна нула заправо недостижна. Без обзира колико је тело хладно, никада неће бити на 0 К.
Термолошке формуле
Погледајте неке термолошке формуле које би могле бити корисне за ваше проучавање:
Конверзија термометријских скала
-
Прорачун осетљиве топлоте
К - осетљива топлота
м - тестенина
ц - специфична топлота
ΔТ - варијација температуре Прорачун латентне топлоте
К - топлота
м - тестенина
Л - латентна топлота
-
линеарна термичка дилатација
Л - коначна дужина
Л0 - почетна дужина
ΔТ - варијација температуре
α - коефицијент линеарног ширења -
површинско термичко ширење
с - завршно подручје
с0 - почетно подручје
ΔТ - варијација температуре
β - коефицијент површинског ширења -
Волуметријска термичка дилатација
В. - Финал Волуме
Л0 - почетни волумен
ΔТ - варијација температуре
γ - коефицијент волуметријског ширења
Први закон термодинамике
ΔУ - унутрашње варијације енергије
К - топлота
τ - посао
Резиме
Температура: што је тело топлије, то су вибрације његових молекула веће. Такво мешање назива се температура.
Топлота: када се два тела различитих температура сусретну у топлотном контакту, топлота се преноси са тела више температуре на мање топло тело
Вагетермометријски: користе се за представљање температура у различитим јединицама, као што су Целзијус и Фахренхеит.
Проширењетермална: када тело прими топлоту и искуси пораст температуре, његове димензије могу да се повећају. Овај ефекат се назива термичко ширење.
Погледајте такође: Која је разлика између топлоте и температуре?
Термолошке вежбе
1) Термометар калибрисан на Фахренхеит-овој скали показује температуру од 68 ° Ф. Колика је вредност ове температуре на Целзијусовој скали?
Резолуција
да га претвори Фахренхеит у Целзијус, користићемо доњу формулу:
2) Тело са 10 г специфичне топлоте једнаке 1,2 цал / г ° Ц подвргнуто је температурним варијацијама од 25 ° Ц. Одредите количину топлоте која се преноси у ово тело током процеса.
Резолуција
Изјава о вежби наводи да је дошло до промене температуре у овом телу. Због тога ћемо користити формулу која израчунава количину осетљиве топлоте:
Узимајући податке добијене вежбом, мораћемо:
3) У термодинамичком процесу потребно је 500 кал да се тело масе масе једнаке 10 г, које је у чврстом стању, растопи на температури топљења. Одредити латентну топлоту фузије овог тела.
Резолуција
Да бисмо извршили израчун који тражите, користићемо формулу латентне топлоте:
Користећи податке који су обавештени, мораћемо:
4) Проверите алтернативу која представља назив процеса преноса топлоте електромагнетним таласима:
а) Вожња
б) Конвекција
ц) Пренос
г) Зрачење
д) Проширење
Резолуција
Зове се пренос топлоте кроз електромагнетне таласе озрачивање. Кроз овај процес Сунце је у стању да загреје површину Земље.
5) Хомогена метална шипка дужине једнаке 1,5 м загрева се док температура од 25 ° Ц не достигне 150 ° Ц. Узимајући у обзир да је коефицијент линеарног ширења ове шипке 1.2.10-5 ° Ц-¹, одредити коначну дужину шипке након загревања.
Резолуција
Тип ширења који трпи шипка је линеарно. Стога ћемо за израчунавање коначне дужине ове шипке извршити следећи прорачун:
Ја Рафаел Хелерброцк