Статья: Определение теплоты; Механический эквивалент теплоты; Уравнение теплоты
1. Определение тепла
Если предметы с разницей температур соприкасаются друг с другом, происходит передача тепла от высокотемпературных предметов к низкотемпературным. Передача тепла прекращается после того, как соприкасающиеся предметы достигают одинаковой температуры. Например, если мы смешаем горячую воду с холодной, тепло обычно передается от горячей воды к холодной. Когда мы опускаем горячий утюг в холодную воду, тепло передается от утюга к воде. Передача тепла прекращается после того, как утюг и вода достигают одинаковой температуры. Когда медсестра прикрепляет термометр к вашему телу, тепло передается от...
Ваше тело приближается к термометру. Передача тепла прекращается, как только ваше тело и термометр достигают одинаковой температуры. Если используется ртутный термометр, то когда ваше тело и термометр достигают одинаковой температуры, поверхность ртути перестает двигаться. Число, показанное на поверхности ртути, — это температура вашего тела в этот момент.
Естественно, тепло автоматически перемещается от высокотемпературных объектов к...
Низкотемпературные объекты. Теплопередача стремится выровнять температуру объектов, соприкасающихся друг с другом. В XVIII веке физики предположили, что тепловой поток — это движение жидкости, невидимой для человека (жидкость — это вещество, способное течь. К жидкостям относятся жидкие и газообразные вещества. Вода (жидкость) относится к жидкостям, поскольку она течет. Воздух также относится к жидкостям, поскольку он течет). Такая жидкость называется калорической. Теория калорий больше не используется, поскольку, исходя из результатов эксперимента, существование этих калорий не может быть доказано. В XIX веке английский физик Джеймс Прескотт Джоуль (1818-1889) научился нагревать воду в сосуде с помощью мешалки.
На основе результатов эксперимента Джоуль провел сравнение с нагретой водой с помощью огня. Когда пламя и емкость с водой соприкасаются, тепло передается от огня (высокая температура) к воде (низкая температура). После сравнения повышения температуры воды при контакте с огнем и повышения температуры воды за счет работы, совершаемой мешалкой, Джоуль пришел к выводу, что тепло — это энергия, которая передается от объекта с высокой температурой к объекту с низкой температурой. Тепло — это не энергия (тепло не является определенным типом энергии, таким как кинетическая энергия, потенциальная энергия, химическая энергия и т. д.). Тепло — это энергия, которая передается из-за разницы температур. Таким образом, когда тепло перетекает от объектов с высокой температурой к объектам с низкой температурой, энергия передается от объектов с высокой температурой к объектам с низкой температурой. Передача энергии прекращается после того, как соприкасающиеся объекты достигают одинаковой температуры.
2. Единица измерения теплоты и механический эквивалент теплоты
Единицы измерения тепла — калории (сокращенно кал). Калории — это количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1 °C.o (точно, с 14.5) oС до 15.5 oВ). Количество необходимого тепла варьируется в зависимости от температуры воды. При одинаковом количестве тепла повышение температуры воды на 1 °C приводит к определенному результату.o Это происходит только при температуре 14.5°C. oС до 15.5 oC. Часто используются тепловые единицы, особенно для обозначения энергетической ценности пищи в килокалориях (ккал). 1 ккал = 1000 калорий. Другие названия от 1 ккал = 1 калория (с большой буквы К). Тепловая единица в британской системе — БТЕ (британская тепловая единица). 1 БТЕ = количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта (0.45 кг) воды на 1 Фо (точно от 63). oF к 64 oF).
Тепло связано с энергией, поэтому нам необходимо знать соотношение между единицами тепла и единицами энергии. На основе экспериментов, проведенных Джоулем и другими учеными, известно, что работа в 4.186 Джоулей эквивалентна 1 калории тепла.
1 калория = 4.186 Джоуля
1 ккал = 1000 калорий = 4186 Джоулей
1 БТЕ = 778 футов (0.24 км). фунт = 252 калории = 1055 Джоулей
(1 калория = 4.186 Джоулей, а 1 ккал = 4186, что называется механическим эквивалентом тепла)
3. Уравнение теплоты
Если объекты с разницей температур соприкасаются друг с другом, тепло, естественно, передается от объектов с высокой температурой к объектам с низкой температурой. Передача тепла прекращается после того, как оба объекта достигают теплового равновесия. Передача тепла вызывает изменения температуры соприкасающихся объектов. На основании этого краткого объяснения можно сделать вывод, что теплота (Q) связана с объектом и изменениями температуры (ΔT) объекта, его массой (m) и типом объекта.
Зависимость между теплом (Q) и изменением температуры (ΔT)
Чем больше тепла, тем больше изменение температуры. Можно сделать вывод, что количество тепла (Q) пропорционально изменению температуры объекта.
Q α ΔT —– Сравнение 1
Зависимость между теплотой (Q) и массой объектов (m)
Количество теплоты (Q) пропорционально изменению температуры объекта. Чем больше воды, тем больше теплоты требуется для повышения температуры воды.
Q α m —– Сравнение 2
Зависимость между теплотой (Q) и типом объекта (c)
Количество теплоты, необходимое для повышения температуры объекта, пропорционально типу объекта.
Q α c —– Сравнение 3
Три приведенных выше сравнения объединяются в уравнение:
Q α mc ΔT
Q = мс ΔT
Это уравнение теплоты.
Описание: Q = теплота (Дж), m = масса объекта (кг), c = удельная теплоемкость (Дж/кг°C или Кельвина).
