Дулааны тодорхойлолт Дулааны механик эквивалент Дулааны тэгшитгэл
1. Дулааны тодорхойлолт
Хэрэв температурын зөрүүтэй объектууд бие биедээ хүрвэл өндөр температуртай объектуудаас бага температуртай объектууд руу дулаан дамжуулалт явагдана. Объектуудад хүрсний дараа дулаан дамжуулалт зогсдог. Жишээлбэл, хэрэв бид халуун усыг хүйтэн устай холивол дулаан нь ихэвчлэн халуун уснаас хүйтэн ус руу шилждэг. Бид халуун төмрийг хүйтэн усанд хийхэд дулаан нь төмрөөс ус руу шилждэг. Төмөр болон ус ижил температурт хүрсний дараа дулаан урсахаа болино. Сувилагч таны биед термометр бэхлэхэд дулаан нь ...-ээс ...- рүү шилждэг.
Таны бие термометрт очно. Таны бие болон термометр ижил температурт хүрмэгц дулаан дамжуулалт зогсоно. Хэрэв ашигласан термометр нь мөнгөн усны термометр бол таны бие болон термометр ижил температурт хүрмэгц мөнгөн усны гадаргуу хөдлөхөө болино. Мөнгөн усны гадаргуу дээр харуулсан тоо нь тухайн үеийн таны биеийн температур юм.
Мэдээжийн хэрэг, дулаан нь өндөр температуртай объектуудаас автоматаар шилждэг
Бага температурт объектууд. Дулаан дамжуулалт нь бие биедээ хүрдэг объектуудын температурыг тэнцүүлэх хандлагатай байдаг. 18-р зуунд физикчид дулааны урсгалыг шингэний хөдөлгөөн гэж үздэг байсан бөгөөд энэ нь харагдахгүй шингэний нэг төрөл юм (шингэн нь урсах чадвартай бодис юм. Шингэн нь шингэн ба хийн материалыг агуулдаг. Ус (шингэн) нь урсах чадвартай тул шингэнийг агуулдаг. Агаар нь мөн урсах чадвартай тул шингэнийг агуулдаг). Шингэнийг илчлэг гэж нэрлэдэг. Туршилтын үр дүнд үндэслэн энэ илчлэгийн оршин тогтнолыг батлах боломжгүй тул илчлэгийн онолыг цаашид ашиглахаа больсон. 19-р зуунд Английн физикч Жеймс Прескотт Жоул (1818-1889) хутгагч дугуй ашиглан саванд усыг хэрхэн халаахыг сурчээ.
Туршилтын үр дүнд үндэслэн Жоул гал ашиглан халаасан устай харьцуулалт хийсэн. Дөл болон ус агуулсан сав хүрэхэд дулаан нь галаас (өндөр температур) ус руу (бага температур) шилждэг. Галтай хүрэлцсэнээс болж усны температур нэмэгдэх болон хутгуурын хийсэн ажлын улмаас усны температур нэмэгдэхийг харьцуулсны дараа Жоул дулаан нь өндөр температуртай объектоос бага температуртай объект руу шилждэг энерги гэж дүгнэжээ. Дулаан бол энерги биш (дулаан нь кинетик энерги, потенциал энерги, химийн энерги гэх мэт тодорхой төрлийн энерги биш). Дулаан бол температурын зөрүүнээс болж шилждэг энерги юм. Тиймээс дулаан нь өндөр температуртай объектоос бага температуртай объект руу урсах үед энерги нь өндөр температуртай объектоос бага температуртай объект руу шилждэг. Объектуудад хүрсний дараа энергийн дамжуулалт зогсдог.
2. Дулааны нэгж ба дулааны механик эквивалент
Дулааны нэгж нь калори (калори гэж товчилсон). Калори гэдэг нь 1 грамм усны температурыг 1 хэмээр нэмэгдүүлэхэд шаардагдах дулааны хэмжээ юм.o (яг 14.5-аас эхлэн) o15.5-ээс C oC). Шаардлагатай дулааны хэмжээ нь усны температурын хувьд харилцан адилгүй байдаг. Ижил хэмжээний дулааны хувьд усны температур 1°C-ээр нэмэгдэхэдo зөвхөн 14.5 хэмийн хооронд тохиолддог o15.5-ээс C oC. Дулааны нэгжийг ихэвчлэн ашигладаг, ялангуяа хүнсний илчлэгийн үнэ цэнийг килокалори (ккал) гэж тодорхойлоход ашигладаг. 1 ккал = 1000 калори. 1 ккал = 1 калори (том K үсэг). Британийн системийн халаалтын нэгж нь Btu (Британийн дулааны нэгж) юм. 1 Btu = 1 фунт (0.45 кг) усны температурыг 1 Фо-оор нэмэгдүүлэхэд шаардлагатай дулааны хэмжээ (яг 63-аас). oF-ээс 64 хүртэл oF).
Дулаан нь энергитэй холбоотой тул бид дулааны нэгж ба энергийн нэгжийн хоорондын хамаарлыг мэдэх хэрэгтэй. Жоуль болон бусад эрдэмтдийн хийсэн туршилтуудад үндэслэн 4.186 Жоуль бүтээл нь 1 калори дулаантай тэнцүү болохыг мэддэг.
1 калори = 4.186 Жоуль
1 ккал = 1000 калори = 4186 Жоул
1 Btu = 778 фут (0.24 км). фунт = 252 калори = 1055 Жоуль
(1 калори = 4.186 Жоуль ба 1 ккал = 4186-г дулааны механик эквивалент гэж нэрлэдэг)
3. Дулааны тэгшитгэл
Хэрэв температурын зөрүүтэй объектууд бие биедээ хүрвэл дулаан нь өндөр температуртай объектуудаас бага температуртай объектууд руу шилждэг. Хоёр объект хоёулаа дулааны тэнцвэрт байдалд орсны дараа дулаан дамжуулалт зогсдог. Дулаан дамжуулалт нь бие биедээ хүрдэг объектуудын температурын өөрчлөлтөд хүргэдэг. Энэхүү товч тайлбар дээр үндэслэн дулаан (Q) нь объекттой холбоотой бөгөөд объектын температур (ΔT), объектын масс (m) болон объектын төрөл өөрчлөгддөг гэж та дүгнэж болно.
Дулаан (Q) ба температурын өөрчлөлт (ΔT) хоорондын хамаарал
Дулаан их байх тусам температурын өөрчлөлт ихсэнэ. Дулааны хэмжээ (Q) нь объектын температурын өөрчлөлттэй пропорциональ байна гэж дүгнэж болно.
Q α ΔT —– Харьцуулалт 1
Дулаан (Q) ба объектын масс (m) хоорондын хамаарал
Дулааны хэмжээ (Q) нь объектын температурын өөрчлөлттэй пропорциональ байна. Ус их байх тусам усны температурыг нэмэгдүүлэхэд илүү их дулаан шаардлагатай.
Q α m —– Харьцуулалт 2
Дулаан (Q) ба объектын төрөл (c)-ийн хоорондын хамаарал
Объектын температурыг нэмэгдүүлэхэд шаардагдах дулаан нь тухайн объектын төрөлтэй пропорциональ байна.
Q α c —– Харьцуулалт 3
Дээрх гурван харьцуулалтыг дараах тэгшитгэлд нэгтгэн харуулав.
Q α mc ΔT
Q = mc ΔT
Энэ бол дулааны тэгшитгэл юм.
Тайлбар: Q = дулаан (Жоул), m = объектын масс (кг), c = хувийн дулаан (Ж / кг C o эсвэл K)
