熱力学と熱伝達。 熱伝達および計算の方法。 熱伝達 - それはです...

今日は質問への答えを見つけるためにしようとする「熱 - ？それを..」。 この記事では、それがその種が自然界に存在し、熱伝達と熱力学との関係が何であるかを知っているプロセスであることを検討してください。

定義

伝熱-物理的処理、転送することである本質れた 熱エネルギーを。 取引所は2体、またはそのシステムとの間で行われます。 従って前提熱伝達があまり加熱する加熱体によるものであろう。

プロセスの特長

伝熱 - これは直接接触によって起こり得る現象の一種であり、隔壁の存在下で行われます。 最初のケースでは、全てクリアするが、第二の本体部に障壁材料、環境として使用されます。 熱伝達は、二つ以上の体からなるシステムは、熱平衡状態にない場合に発生します。 つまり、オブジェクトの一方が他方よりも高いまたは低い温度を有します。 ここでは、その後の熱動力を伝達します。 システムが熱力学や熱平衡の状態になると、それが完了することになると仮定することは論理的です。 私たちが言うことができるようにプロセスは、自然に発生する 熱力学第二法則を。

タイプ

伝熱 - 三つの方法に分けることができるプロセス。 その中で、一般的な法律と同等の独自の特性を持つ本物のサブがあるので、彼らは、基本的な性質を持つことになります。 今日では、3分割された 熱伝達の種類。 この伝導、対流と放射。 のは、おそらく、最初から始めましょう。

方法 の熱伝達。 熱伝導率。

だから、エネルギー伝達を行うための材料体の性質があります。 従って、より低温である同一の熱い部分から転送されます。 この現象の基礎は、分子の無秩序な運動の原理です。 このいわゆるブラウン運動。 彼らは大きな運動エネルギーを持っているので、本体の温度が大きければ大きいほど、それは、分子内に移動します。 プロセスは、熱伝導電子、分子、原子を含みます。 不均等な温度を有する異なる部分そのうち、遺体で行われます。

物質は熱を伝導することが可能であるならば、我々は定量的特性の話すことができます。 この場合、熱伝導率の役割を果たしています。 この特性は、単位時間当たりの長さと面積の個々のパラメータを通るどのくらいの熱を示します。 この場合、体温が正確に1 K.によって変化します

以前には、その1つの身体部分から別に起因するという事実に（伝熱フレーム構造を含む）異なる体における熱の交換は、カロリーが流れるいわゆると考えられていました。 しかし、その実際の存在の兆候は、誰が見つかりませんでした、としている分子動力学理論は、すべてのカロリーについては、一定のレベルに開発され、仮説は支持できないだったので、考えるのを忘れたとき。

対流。 伝熱水

このようにすることによって熱エネルギー交換が雌ねじ付き転送を理解しました。 私たちは、水のやかんを想像してみましょう。 知られているように、加熱された空気は上方へ上昇して流れます。 寒さは、重い下向きに落ちます。 なぜすべての水は、それがそうすべきですか？ 彼女はまったく同じです。 そして、このサイクルの過程で、水の全ての層が、関係なく、彼らがいかに多く、熱平衡状態の前にヒートアップしません。 一定の条件の下では、もちろん。

放射線

この方法は、電磁放射の原理です。 これは、内部エネルギーによるものです。 強く理論に入る 放熱の 始まりではない、単純にここに理由が荷電粒子、原子や分子のデバイスであることに注意してください。

熱伝導率の単純なタスク

それでは、実際には、熱伝達計算どのように見えるか、について話しましょう。 のは、熱の量と関連し、簡単な問題を解決しましょう。 私たちは半分キロに等しい水の質量を持っていると仮定しましょう。 開始水温 - 0摂氏、最終 - 100私たちは物質を加熱するための接触質量費やされる熱量を見つけます。

熱量、C - -特定これを行うために、我々は、式Qの=センチメートル（T ₂ -T _1）、Qは必要と 水の熱、 M -材料の質量、T ₁ -初期、T ₂ -最終温度を。 水のテーブルは、cの文字の値です。 比熱容量4200 J / kg以下であり、* C. 今、私たちは式にこれらの値を代入してください。 我々は、熱の量は210000 J、または210キロジュールに等しいことを見つけます。

熱力学の第一法則

熱力学と熱伝達が一定の法則によってリンクされています。 その基礎に - システムにおける内部エネルギーの変化は2つの方法によって達成することができるという知見。 起源 - 機械的スコアリング操作。 第二 - メッセージ熱の一定量。 この原理に基づいて、方法によって、熱力学の第一法則。 ここ文言は次のとおりです。システムは、熱の一定量を報告されている場合は、外部機関に委託作業に費やされるか、その内部エネルギーをインクリメントします。 数式は次のとおりです。のdQ = dUを+ dAを。

プラスまたはマイナス？

絶対に熱力学の第一法則の数学的な記録の一部であるすべての値が「プラス」と「マイナス」記号付きのように書くことができます。 プロセスの選択は、条件によって決定されます。 私たちは、システムが熱の一定額を受け取ることを想定してみましょう。 この場合には、彼女の熱で体。 その結果、ガス膨張と、その結果、作業が行われているがあります。 その結果、値が正となります。 奪われる熱の量は、ガスが冷却されている場合は、仕事はそれに行われています。 値は、値を反転します。

熱力学の第一法則の代替製剤

私たちは、バッチエンジンを持っていると仮定します。 これは、作動流体（またはシステム）、サイクリック処理を行います。 それはサイクルと呼ばれています。 その結果、システムは元の状態に戻ります。 なお、この場合、内部エネルギーの変化がゼロに等しいと仮定することは論理的であろう。 これは、熱の量は、完璧な仕事に等しいであろうことが判明しました。 これらの規定は、熱力学の第一法則はすでに違う策定することを可能にします。

このことから、私たちは自然の中で第一種の永久運動マシンとすることができないことを理解することができます。 すなわち、外部から受け取ったエネルギーと比較してより多くの仕事を行う装置です。 この場合、アクションが定期的に実行する必要があります。

izoprotsessovのための熱力学の第一法則

定積過程を開始するために、考えてみましょう。 彼の下での体積は一定のままです。 だから、体積変化はゼロになります。 その結果、仕事もゼロになります。 我々は、熱力学の第一法則から、このコンポーネントを削除し、式のdQ = dUをを得ます。 したがって、システムに入れ定積過程全ての熱のために、その内部のガスのエネルギー、またはそれらの混合物が増加していきます。

今度は定圧過程について話しましょう。 その中の圧力を一定に留まります。 この場合、内部エネルギーは、並列委員会の仕事に変更されます。 dQ = dUを+ PDV：ここで、元の式です。 私たちは、簡単に作業を行う計算することができます。 これは、式UR（T ₂ -T _1）に等しくなります_。 ちなみに、これは普遍気体定数の物理的な意味です。 一つのガスのモルとの温度差、一の成分ケルビンの存在下で、普遍気体定数は定圧過程の間に行われた仕事に等しいです。