Die Thermodynamik und Wärmeübertragung. Methoden der Wärmeübertragung und Berechnung. Die Wärmeübertragung – es ist …

Heute werden wir versuchen, eine Antwort auf die Frage zu finden „Heat – dass ..?“. In diesem Artikel betrachten wir, dass ein Prozess ist, der seine Spezies in der Natur existiert, und wissen, was die Beziehung zwischen der Wärmeübertragung und Thermodynamik.

Definition

Wärmeübertragung – ein physikalischer Prozess, dessen Wesen zu übertragen , ist Wärmeenergie. Austausch zwischen den beiden Körpern, oder ihrem System. So Voraussetzung Wärmeübertragung wird durch einen beheizten Körper auf eine weniger erhitzt werden.

Prozess Merkmale

Der Wärmeübergang – das ist die Art von Phänomen, das durch direkten Kontakt, und in Gegenwart von Trennwänden auftreten kann. Im ersten Fall, alles klar, aber in dem zweiten Körper als Barrieren Materialien verwendet werden, Umwelt. Der Wärmeübergang wird in den Fällen auftritt, in denen das System, bestehend aus zwei oder mehreren Körpern, ist nicht in einem Zustand des thermischen Gleichgewichts. Das heißt, einer der Gegenstände eine höhere oder niedrigere Temperatur als die andere. Hier überträgt dann die thermische Leistung. Es ist logisch, anzunehmen, dass es abgeschlossen sein wird, wenn das System in einen Zustand des thermodynamischen oder thermischen Gleichgewichts kommt. Der Prozess erfolgt spontan, wie wir das sagen können , zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.

Arten

Die Wärmeübertragung – ein Prozess, der in drei Verfahren unterteilt werden kann. Sie werden eine grundlegende Natur haben, weil in ihnen eine echte Unter mit seinen eigenen Eigenschaften auf einem Niveau mit den allgemeinen Gesetzen ist. Heute ist in drei Teile unterteilt Arten von Wärmeübertragung. Diese Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung. Beginnen wir mit dem ersten beginnen, vielleicht.

Verfahren zur Wärmeübertragung. Wärmeleitfähigkeit.

So ist die Eigenschaft eines materiellen Körpers die Energieübertragung zu machen. So ist aus den heißeren Teilen derselben übertragen, die kälter ist. Die Grundlage für dieses Phänomen ist das Prinzip der chaotischen Bewegung der Moleküle. Diese Brownsche Bewegung so genannte. Je größer die Temperatur des Körpers bewegt sich, je mehr sie im Molekül, weil sie eine größere kinetische Energie haben. Das Verfahren beinhaltet die thermische Leitungselektronen, Molekülen, Atomen. Es wird in den Körpern, verschiedene Teile, von denen ungleiche Temperatur haben durchgeführt.

Wenn die Substanz in der Lage ist, Wärme zu leiten, können wir von einem quantitativen Merkmale sprechen. In diesem Fall spielt es die Rolle der Wärmeleitfähigkeit. Dieses Merkmal zeigt an, wie viel Wärme geht durch die einzelnen Parameter der Länge und Fläche pro Zeiteinheit. In diesem Fall wird die Körpertemperatur um genau 1 K. ändern

Bisher wurde angenommen, dass der Austausch von Wärme in unterschiedlichen Körpern (einschließlich Wärmeübertragungsrahmenstrukturen) auf Grund der Tatsache, dass von einem Körperteil zu einem anderen kalorischen fließt sogenannten. Allerdings Zeichen seiner tatsächlichen Existenz hat niemand gefunden, und wenn die Molekularkinetischen Theorie bis zu einem bestimmten Niveau entwickelt, die alle über den Kalorien- und vergessen zu denken, weil die Hypothese unhaltbar war.

Konvektion. Die Wärmeübertragungswasser

Auf diese Weise versteht man die Wärmeenergieaustauschübertragung mit Innengewinde. Lassen Sie uns einen Kessel mit Wasser vorstellen. Wie bekannt ist, fließt ein erwärmter Luft nach oben klettern. Ein kalter, fallen schwerer nach unten. Warum also all das Wasser sollte es anders sein? Sie ist genau das gleiche. Und im Laufe dieses Zyklus sind alle Schichten aus Wasser, egal wie viele sie auch sein mögen, werden, bevor der Zustand des thermischen Gleichgewichts erwärmen. Unter bestimmten Bedingungen, natürlich.

Strahlung

Dieses Verfahren ist das Prinzip der elektromagnetischen Strahlung. Es ist aufgrund der inneren Energie. geht stark in die Theorie der Wärmestrahlung nicht beginnen, einfach beachten Sie, dass der Grund , hier ist die Einrichtung von geladenen Teilchen, Atomen und Molekülen.

Einfache Aufgaben auf die Wärmeleitfähigkeit

Lassen Sie uns darüber, wie in der Praxis sieht aus wie Wärmeübertragungsberechnungen jetzt sprechen. Lassen Sie uns ein einfaches Problem mit der Wärmemenge im Zusammenhang lösen. Nehmen wir an, dass wir eine Masse von Wasser gleich einem halben Kilogramm haben. Die Startwassertemperatur – 0 Grad Celsius, final – 100. Wir finden Wärmemengen Kontaktmasse aufgewendet, um die Substanz zu erwärmen.

Dazu müssen wir die Formel Q = cm (t ₂ -t _1), wobei Q – Wärmemenge, c – die spezifischen Wärme von Wasser, m – Masse des Materials, t ₁ – initial, t ₂ – Endtemperatur. Grundwasserspiegel ist der Wert von c Charakter. Spezifische Wärmekapazität ist gleich 4200 J / kg * C. Jetzt haben wir diese Werte in die Formel ersetzen. Wir finden, dass die Menge an Wärme zu 210.000 J gleich oder 210 kJ.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik

Die Thermodynamik und Wärmeübertragung durch bestimmte Gesetze verknüpft. In ihrer Basis – das Wissen, dass die Änderung der inneren Energie im System kann durch zwei Methoden erreicht werden. Origin – mechanische Ritzen. Die zweite – eine Nachricht eine bestimmte Menge an Wärme. Basierend auf diesem Prinzip, übrigens der erste Hauptsatz der Thermodynamik. Hier ist der Wortlaut: Wenn das System bestimmte Menge an Wärme berichtet wurde, wird es in der Kommission der Arbeit an externen Stellen oder zu erhöhen, seine innere Energie ausgegeben werden. Der mathematische Ausdruck ist: dQ = dU + dA.

Plus oder Minus?

Absolut alle Werte, die als mit der „Plus“ geschrieben werden und mit einem „Minus“ -Zeichen Teil der mathematischen Erfassung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik sind können. Die Wahl des Verfahrens wird durch die Bedingungen diktiert werden. Nehmen wir an, dass das System eine bestimmte Menge an Wärme erhält. In diesem Fall wird der Körper in ihrer Hitze. Folglich gibt es eine Gasexpansion und damit Arbeit getan ist. Als Ergebnis wird der Wert positiv sein. Wenn die Menge an Wärme abgeführt, das Gas gekühlt wird, die Arbeit auf es getan. Die Werte werden Werte umkehren.

Eine alternative Formulierung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik

Nehmen wir an, dass wir eine Batch-Motor haben. Es Arbeitsfluid (oder das System), ein zyklisches Verfahren durchzuführen. Es wird ein Zyklus bezeichnet. Als Ergebnis wird das System in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Es wäre logisch anzunehmen, dass in diesem Fall die Änderung der inneren Energie gleich Null ist. Es stellt sich heraus, dass die Wärmemenge, die perfekte Arbeit gleich sein wird. Diese Bestimmungen machen es möglich, das erste Gesetz der Thermodynamik zu formulieren, ist schon anders aus.

Daraus können wir verstehen, dass in der Natur kein Perpetuum Mobile der ersten Art sein kann. Das heißt, eine Vorrichtung, die Arbeit in einer größeren Menge im Vergleich zu der Energie von außen empfangen ausführt. In diesem Fall sollten sich die Maßnahmen in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik für izoprotsessov

Man denke an isochoric beginnen. Unter ihm bleibt das Volumen konstant. So wird die Volumenänderung gleich Null sein. Folglich wird die Arbeit auch Null sein. Wir entfernen diese Komponente aus dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik, und erhalten dann die Formel dQ = dich. Daher ist für die isochoren Prozeß gesamte Wärme in ein System gesetzt, geht auf die innere Energie des Gases erhöht, oder Mischungen davon.

Kommen wir nun zu einer isobaren Prozess sprechen. Konstant bleibt Druck darin. In diesem Fall wird die innere Energie parallel Auftragsarbeit ändern. Hier ist die ursprüngliche Formel: dQ = dU + pdV. Wir können leicht Arbeit ausführen berechnen. Es wird auf den Ausdruck uR (T ₂ -T ₁₎ gleich _sein. By the way, ist dies die physikalische Bedeutung der universellen Gaskonstante ist. In Gegenwart von einem Mol des Gases und der Temperaturdifferenz, eine Komponente Kelvin, ist die universelle Gaskonstante gleich der Arbeit während einer isobaren Prozess durchgeführt.