Famaritana ny hafanana Mitovy amin'ny hafanana mekanika Fitoviana amin'ny hafanana
1. Famaritana ny hafanana
Raha mifampikasoka ireo zavatra manana hafanana tsy mitovy, dia hisy fifindran'ny hafanana avy amin'ny zavatra mafana be mankany amin'ny zavatra mafana ambany. Mijanona ny fifindran'ny hafanana rehefa mahatratra mari-pana mitovy ny zavatra mikasika. Ohatra, raha afangarontsika ny rano mafana amin'ny rano mangatsiaka, dia matetika mifindra avy amin'ny rano mafana mankany amin'ny rano mangatsiaka ny hafanana. Rehefa atsoboka ao anaty rano mangatsiaka ny vy mafana, dia mifindra avy amin'ny vy mankany amin'ny rano ny hafanana. Hijanona ny fikorianan'ny hafanana rehefa mahatratra mari-pana mitovy ny vy sy ny rano. Rehefa mametaka termometra amin'ny vatanao ny mpitsabo mpanampy, dia mifindra avy amin'ny
Mankany amin'ny termometatra ny vatanao. Mijanona ny fifindran'ny hafanana rehefa mitovy ny mari-pana ao amin'ny vatanao sy ny termometatra. Raha termometatra merkiora no ampiasaina, rehefa mitovy ny mari-pana ao amin'ny vatanao sy ny termometatra, dia mijanona tsy mihetsika ny velaran'ny merkiora. Ny isa aseho eo amin'ny velaran'ny merkiora dia ny mari-pana ao amin'ny vatanao amin'io fotoana io.
Mazava ho azy fa mifindra ho azy ny hafanana avy amin'ny zavatra mafana be mankany amin'ny
zavatra ambany mari-pana. Ny famindrana hafanana dia mazàna mampitovy ny mari-pana amin'ny zavatra mifampikasoka. Tamin'ny taonjato faha-18, niahiahy ireo mpahay fizika fa ny fikorianan'ny hafanana dia fihetsehan'ny ranoka, karazana ranoka tsy hita maso (ny ranoka dia zavatra afaka mikoriana. Ny ranoka dia ahitana fitaovana ranoka sy entona. Ny rano (ranoka) dia ahitana ranoka satria afaka mikoriana izy. Ny rivotra koa dia ahitana ranoka satria afaka mikoriana izy). Ny ranoka dia antsoina hoe kaloria. Tsy ampiasaina intsony ny teoria momba ny kaloria satria mifototra amin'ny vokatry ny fanandramana, dia tsy azo porofoina ny fisian'ireo kaloria ireo. Tamin'ny taonjato faha-19, ny mpahay fizika anglisy iray antsoina hoe James Prescott Joule (1818-1889) dia nianatra ny fomba fanafanana rano ao anaty fitoeran-javatra amin'ny fampiasana kodiarana mampihetsi-po.
Mifototra amin'ny vokatry ny andrana, dia nanao fampitahana tamin'ny rano mafana mampiasa afo i Joule. Rehefa mifandray ny lelafo sy ny fitoeran-drano, dia mifindra avy amin'ny afo (hafanana ambony) mankany amin'ny rano (hafanana ambany) ny hafanana. Rehefa avy nampitaha ny fiakaran'ny mari-pana amin'ny rano noho ny fifandraisana amin'ny afo sy ny fiakaran'ny mari-pana amin'ny rano noho ny asa ataon'ny mpanetsiketsika, dia nanatsoaka hevitra i Joule fa ny hafanana dia ny angovo mifindra avy amin'ny zavatra mafana mankany amin'ny zavatra mafana. Tsy angovo ny hafanana (tsy karazana angovo manokana ny hafanana, toy ny angovo kinetika, angovo mety hitranga, angovo simika, sns.). Ny hafanana dia angovo mifindra noho ny fahasamihafan'ny mari-pana. Noho izany, rehefa mikoriana avy amin'ny zavatra mafana mankany amin'ny zavatra mafana, dia mifindra avy amin'ny zavatra mafana mankany amin'ny zavatra mafana ny angovo. Mijanona ny famindrana angovo rehefa mahatratra ny mari-pana mitovy ny zavatra mikasika.
2. Singa iray maneho ny hafanana sy ny mitovy amin'ny hafanana amin'ny mekanika
Kaloria (nohafohezina hoe kal) ny singa hafanana. Ny kaloria dia ny habetsaky ny hafanana ilaina hampiakatra ny mari-pana 1 grama amin'ny rano 1°C.o (marina, manomboka amin'ny 14.5 oC mankany 15.5 oC). Miovaova arakaraka ny mari-pana rano ny habetsaky ny hafanana ilaina. Ho an'ny habetsaky ny hafanana mitovy, ny fiakaran'ny mari-pana rano 1 Co eo anelanelan'ny mari-pana 14.5 ihany no mitranga oC mankany 15.5 oC. Matetika ampiasaina ny singa hafanana, indrindra mba hilazana ny sandan'ny angovon'ny sakafo amin'ny kilocalories (kcal). 1 kcal = 1000 kaloria. Anarana hafa avy amin'ny 1 kcal = 1 Kaloria (litera K lehibe). Ny singa fanafanana ho an'ny rafitra Britanika dia Btu (singa mafana Britanika). 1 Btu = ny habetsaky ny hafanana ilaina hampiakatra ny mari-pana 1 kilao (0.45 kg) amin'ny rano amin'ny 1 Fo (Avy amin'ny 63°C marina) oF hatramin'ny 64 oF).
Mifandraika amin'ny angovo ny hafanana, noho izany dia mila fantarintsika ny fifandraisana misy eo amin'ny singa hafanana sy ny singa angovo. Mifototra amin'ny andrana nataon'ny Joule sy ireo mpahay siansa hafa, dia fantatra fa ny asa 4 186 Joule dia mitovy amin'ny kaloria 1 hafanana.
1 kaloria = 4.186 Joule
1 kcal = 1000 kaloria = 4186 Joules
1 Btu = 778 ft (0.24 km). lb = 252 kaloria = 1055 Joules
(1 kaloria = 4.186 Joule ary 1 kcal = 4186 antsoina hoe mitovy amin'ny hafanana mekanika)
3. Ny fitoviana amin'ny hafanana
Raha mifampikasoka ireo zavatra manana fahasamihafan'ny mari-pana, dia mazava ho azy fa mifindra avy amin'ny zavatra mafana be mankany amin'ny zavatra mafana ambany ny hafanana. Mijanona ny fifindran'ny hafanana rehefa samy ao anatin'ny fifandanjana ara-thermal ireo zavatra roa ireo. Ny fifindran'ny hafanana dia miteraka fiovan'ny mari-pana amin'ireo zavatra mifampikasoka. Mifototra amin'ity fanazavana fohy ity, dia azonao tsoahina fa ny hafanana (Q) dia mifandray amin'ny zavatra iray ary miova koa ny mari-pana (ΔT) an'ilay zavatra, ny lanjan'ilay zavatra (m) ary ny karazana zavatra.
Ny fifandraisana misy eo amin'ny hafanana (Q) sy ny fiovan'ny mari-pana (ΔT)
Arakaraka ny maha betsaka ny hafanana no maha lehibe ny fiovan'ny mari-pana. Azo tsoahina fa ny habetsaky ny hafanana (Q) dia mifanandrify amin'ny fiovan'ny mari-pana amin'ilay zavatra.
Q α ΔT —– Fampitahana 1
Ny fifandraisana misy eo amin'ny hafanana (Q) sy ny lanjan'ny zavatra (m)
Mifanohitra amin'ny fiovan'ny mari-pana amin'ilay zavatra ny habetsaky ny hafanana (Q). Arakaraka ny maha betsaka ny rano no maha betsaka ny hafanana ilaina hampitomboana ny mari-pana.
Qαm —– Fampitahana 2
Ny fifandraisana misy eo amin'ny hafanana (Q) sy ny karazana zavatra (c)
Mifandanja amin'ny karazana zavatra ny hafanana ilaina hampiakatra ny mari-pana.
Q α c —– Fampitahana 3
Ireo fampitahana telo etsy ambony ireo dia atambatra ho lasa fampitoviana iray:
Qα mcΔT
Q = mc ΔT
Ity no fitoviana amin'ny hafanana.
Famaritana: Q = hafanana (Joule), m = lanjan'ny zavatra (kg), c = hafanana manokana (J / kg C o na K)
