열량을 그 부분이라고 합니다. 물리학의 통합 테스트 "열 현상
1. 내부 에너지. 열역학에서 일하십시오. 열량. 열역학 제1법칙. 열역학 제1법칙을 다양한 공정에 적용
대답:
기계적 에너지와 함께 거시적 물체는 물체 자체에 에너지를 포함하고 있습니다. 이 에너지를 내부 에너지라고 하며 자연의 에너지 변환 균형에 들어갑니다.
바다는 지구상에서 가장 큰 태양 에너지 수집기입니다. 물은 지구 표면의 70% 이상을 덮고 있을 뿐만 아니라 상당한 온도 상승 없이 많은 양의 열을 흡수할 수 있습니다. 장기간에 걸쳐 열을 저장하고 방출할 수 있는 엄청난 능력 덕분에 해양은 지구의 기후 시스템을 안정화하는 데 중심적인 역할을 합니다.
온실 가스 농도의 증가는 지구 표면에서 복사된 열이 예전처럼 자유 공간으로 빠져나가는 것을 방지합니다. 과도한 열의 대부분은 상부 해양에 저장됩니다. 그 결과 지난 20년 동안 해양 상층부의 열 함량이 크게 증가했습니다.
거시적 몸체의 내부 에너지는 몸체의 모든 분자(또는 원자)의 무작위 운동의 운동 에너지와 모든 분자가 서로 상호 작용하는 위치 에너지의 합과 같습니다(그러나 분자와는 그렇지 않음). 다른 기관).
단일 원자의 내부 에너지 계산 공식 이상 기체:
이상적인 단원자 기체의 내부 에너지는 절대 온도에 정비례합니다.
해양 열의 주요 원천은 햇빛입니다. 또한 구름, 수증기 및 온실 가스는 열을 방출하여 흡수하고 이 열 에너지의 일부는 바다로 유입됩니다. 파도, 조수 및 해류는 지속적으로 바다를 혼합하여 더 따뜻한 곳에서 더 추운 위도로 그리고 더 깊은 곳으로 열을 이동시킵니다.
바다가 흡수한 열은 한 곳에서 다른 곳으로 이동하지만 사라지지는 않습니다. 열 에너지는 결국 빙붕을 녹이거나 물을 증발시키거나 대기를 직접 가열함으로써 나머지 지구 시스템으로 되돌아갑니다. 따라서, 열 에너지바다에서 소비된 후 수십 년 동안 지구를 따뜻하게 할 수 있습니다. 바다가 방출하는 것보다 더 많은 열을 흡수하면 열 함량이 증가합니다. 해양이 얼마나 많은 열 에너지를 흡수하고 방출하는지 아는 것은 지구 기후를 이해하고 모델링하는 데 중요합니다.
열역학에서의 일은 역학과 같은 방식으로 정의되지만 신체의 운동 에너지가 아니라 내부 에너지의 변화와 같습니다.
압축 또는 팽창 중에 분자 간 평균 거리가 변경되기 때문에 분자 상호 작용의 평균 위치 에너지도 변경됩니다.
피스톤 아래 실린더 속 기체의 예를 들어 부피 변화에 따른 일을 계산해 보자 가장 쉬운 방법은 먼저 외부 몸체(피스톤) 쪽에서 기체에 작용하는 힘 F의 일이 아니라 , 그러나 가스 자체가 하는 일은 힘 F로 피스톤에 작용합니다. 뉴턴의 세 번째 법칙에 따르면 F "=- F.
역사적으로 바다의 온도를 가정하면 선박은 센서나 샘플 수집기를 물 속으로 흔들어야 했습니다. 시간이 많이 걸리는 이 방법은 행성의 광대한 바다의 작은 부분에만 온도를 제공할 수 있습니다. 세계적인 범위를 확보하기 위해 과학자들은 해수면의 높이를 측정하는 위성으로 눈을 돌렸습니다. 물이 가열되면 팽창하므로 해수면의 높이에서 해수 온도 추정치를 도출할 수 있습니다.
다양한 깊이에서 해양의 열 내용물을 더 잘 파악하기 위해 과학자와 엔지니어는 다양한 장비를 사용하여 현장에서 온도를 측정하고 있습니다. Argo floats로 알려진 센서는 다양한 깊이에서 바다를 가로질러 표류합니다. 10일 정도마다 프로그래밍된 지침에 따라 물 속을 헤치고 올라오면서 온도를 기록합니다. 플로트가 수면에 도달하면 위성을 통해 과학자들에게 위치 및 기타 정보를 보낸 다음 다시 하강합니다.
피스톤의 가스 측면에서 작용하는 힘의 계수는 F "= pS입니다. 여기서 p는 가스 압력이고 S는 피스톤의 표면적입니다. 가스가 팽창하고 피스톤이 작은 거리 h = h 2 - h 1만큼 힘 F"의 방향. 변위가 작은 경우 가스 압력은 일정한 것으로 간주할 수 있습니다.
기체가 하는 일은
이 일은 기체의 부피 변화로 표현될 수 있다. 초기 부피 F 1 = Sh 1, 최종 부피 V 2 = Sh 2. 그래서
해수 온도를 측정하는 기기에는 전도도, 온도, 소모성 수심체온계 및 부유 아고트가 포함됩니다. 과학자들은 인공위성, 플로트 및 프로브의 데이터를 지속적으로 비교하여 그들이 생성하는 값이 의미가 있는지 확인합니다. 그들은 측정 범위를 처리하여 3개월마다 전지구 평균 연간 해양 열 함량의 추정치를 계산합니다. 줄 단위의 온도 변환을 통해 바다의 열을 지구 기후 시스템의 다른 부분의 가열 목표와 비교할 수 있습니다.
지난 50년 동안 지구에서 발생한 온난화의 90% 이상이 바다에서 발생했습니다. 현재 대기가 지구 온난화로부터 완전히 자유로워졌다고 해도 이미 바다에 저장되어 있던 열이 결국 방출될 것이고 지구는 앞으로 더 따뜻해질 것입니다.
여기서 AV=V 2 - V 1 - 가스량의 변화.
팽창할 때 힘의 방향과 피스톤의 이동 방향이 일치하기 때문에 가스는 양의 일을 합니다. 팽창 과정에서 가스는 에너지를 주변 물체로 전달합니다.
가스가 압축되면 가스 작업 공식이 유효합니다. 하지만 이제 v2
현재 따뜻한 바닷물은 따뜻해지면 물이 팽창하기 때문에 지구 해수면을 높이고 있습니다. 육지의 빙하가 녹으면서 생기는 물과 결합하여 해수면 상승은 전 세계 해안선 근처의 자연 생태계와 인간 구조를 위협하고 있습니다. 해수 온도 상승은 빙붕 및 해빙의 고갈과도 관련이 있으며, 이는 지구의 기후 시스템에 추가적인 영향을 미칩니다. 마지막으로 해수 온도 상승은 해양 생태계와 사람들의 생계를 위협합니다.
가스에 대한 외부 물체에 의해 수행되는 작업 A는 "기호: A \u003d -A"에서만 가스 A의 작업과 다릅니다.
압력이 일정한 경우 기체의 일 A"는 간단한 기하학적 해석으로 나타낼 수 있습니다.
부피에 대한 가스 압력의 의존성 그래프를 작성해 봅시다 (그림 162). 여기에서 그래프 p 1 = const, 축 V 및 가스 압력과 동일한 세그먼트 ab 및 cd로 둘러싸인 직사각형 abdc의 영역은 수치 적으로 작업과 같습니다.
예를 들어, 따뜻한 물은 산호의 건강을 위협하고, 그 결과 피난처와 식량을 산호에 의존하는 해양 생물 군집을 위협합니다. 궁극적으로 식량과 일자리를 위해 해양 어업에 의존하는 사람들은 바다 온난화의 부정적인 영향에 직면할 수 있습니다.
가스 청구에는 열 및 용적 가스 청구와 같은 다양한 유형의 청구가 있습니다. 청구 닫기: 공급 영역의 가스 소비는 일반적으로 열이며 이는 전원 장치에서 계산됩니다. 공급되는 가스의 양은 입방 미터로 측정되며 공칭 소비 값을 곱하여 소비된 킬로와트시로 변환됩니다. 입방미터를 킬로와트시로 변환할 때는 발열량과 가스의 해당 물리적 상태를 고려합니다.
일을 하는 것뿐만 아니라 가스를 가열함으로써 실린더 내의 가스의 내부 에너지를 변화시키는 것이 가능하다.
일을 하지 않고 한 물체에서 다른 물체로 에너지를 전달하는 과정을 열전달 또는 열전달이라고 합니다.
열 전달 중 내부 에너지 변화의 정량적 측정을 열량이라고 합니다. 큐.
이 상태는 가스의 온도와 압력에 따라 다르며 소위 상태 번호로 기록됩니다. 상태 수에 발열량을 곱하면 열 발열량이 나옵니다. 청구 발열량을 곱한 미터로 측정한 입방 미터는 계산할 킬로와트시 수를 제공합니다.
부피 청구: 가스 소비는 천연 가스의 소비된 세제곱미터에 따라 계산되며, 전력 단위를 기반으로 하는 열 청구와 대조적입니다. 지불해야 할 월별 금액은 현재 가격과 작년 소비를 기준으로 계산됩니다.
열의 양은 열 전달 과정에서 신체가 발산하는 에너지라고합니다.
물체 사이의 경계에서 열교환을 하는 동안 천천히 움직이는 차가운 물체의 분자는 빠르게 움직이는 뜨거운 물체의 분자와 상호 작용합니다. 결과적으로 분자의 운동 에너지가 균등해지고 차가운 물체의 분자 속도는 증가하는 반면 뜨거운 물체의 분자 속도는 감소합니다.
흡수체는 태양복사를 흡수하여 열로 바꾸는 태양열 시스템의 일부입니다. 일반적으로 흡수체 표면에는 선택적 코팅이 제공되어 가능한 한 많은 햇빛이 흡수되어 흡수체 아래의 열 전달 유체로 전달됩니다. 오늘날 태양 복사의 90~95% 사이의 고품질 흡수체가 사용됩니다.
흡수는 일반적으로 다른 물질에 의한 방사선 또는 물질의 흡수를 나타냅니다. 에너지 기술의 경우, 특히 태양 복사 흡수 및 냉동 기계의 냉매 흡수 또는. 예 1 빛이 흡수되면 방사선의 일부가 물질에 흡수되어 열로 변환됩니다. 사용법: 태양 전지판으로 열 회수.
열 교환 동안 한 형태에서 다른 형태로 에너지가 변환되지 않으며 뜨거운 물체의 내부 에너지 일부가 차가운 물체로 전달됩니다.
열량과 열용량.물리학 과정에서 온도 t x에서 온도 t 2까지 질량 m을 가진 물체를 가열하려면 열량을 전달해야 한다는 것이 알려져 있습니다.
흡수된 물질은 냉매의 기능을 하고 다른 물질은 용매라고 합니다. 냉매와 용제를 총칭하여 워킹 커플(working couple)이라고 합니다. 실시예 3 브롬화리튬은 물을 흡수한다 물은 암모니아를 흡수한다 적용: 냉장고, 열 펌프 가열.
폐열은 기술 장비 또는 시스템의 작동에서 부산물로 생성되는 열입니다. 일반적으로 장치나 시스템이 과열되지 않도록 이 열을 적절하게 분산시켜야 합니다. 다양한 공정의 낭비에는 매우 큰 에너지 잠재력이 있습니다. 그래서 당신은 목표 열을 사용하려고합니다.
몸이 차가워지면 최종 온도 t 2는 초기 온도 t 1보다 낮아지고 몸에서 발산되는 열의 양은 음수입니다.
공식의 계수 c를 비열 용량이라고합니다.
비열- 이것은 온도가 1K 변할 때 물질 1kg이 받거나 내뿜는 열량입니다.
예제 1 자동차 엔진은 연료 에너지의 일부만 운동 에너지로 변환합니다. 그 결과 발생하는 폐열은 내부 난방에 사용됩니다. 예 2 발전소는 지역 난방으로 사용할 수 있는 폐열을 생성합니다.
예 3 하수도 시스템의 폐수는 균일한 온도로 인해 열 펌프의 수익성 있는 열 작동에 기여할 수 있습니다. 풍속계는 풍속을 측정하는 데 사용되며 풍력 터빈 제어의 일부입니다.
비열은 물질의 특성뿐만 아니라 열 전달이 일어나는 과정에 따라 달라집니다. 가스를 일정한 압력으로 가열하면 팽창하여 일을 합니다. 기체를 일정한 압력에서 1°C 가열하려면 일정한 부피에서 가열하는 것보다 더 많은 열을 전달해야 합니다.
따라서 풍속계는 물체와 주변 지역의 안전을 위해 폭풍이 치는 경우에 사용됩니다. 매우 낮은 풍하중에서는 상당한 에너지 출력이 예상되지 않기 때문에 안전 메커니즘도 발전소를 정지시킵니다. 대기는 지구의 대기입니다. 그것은 다양한 기체 원소와 화합물의 일정한 혼합물로 구성됩니다. 가장 중요한 구성 요소는 질소, 산소, 수증기 및 아르곤입니다. 이산화탄소와 수증기 외에도 소량 존재하는 가스는 특히 메탄과 염화불화탄소입니다.
액체와 고체는 가열하면 약간 팽창하며 일정한 부피와 일정한 압력에서 비열 용량은 거의 다릅니다.
기화열 비열.액체를 증기로 바꾸려면 일정량의 열을 액체로 전달해야 합니다. 이 변형 동안 액체의 온도는 변하지 않습니다.
배터리는 전기화학적 에너지 저장 및 변환기입니다. 언로딩 동안 저장된 화학 에너지는 전기화학적 산화 환원 반응에 의해 전기 에너지로 변환됩니다. 변환된 에너지는 네트워크에 관계없이 전기 소비자가 사용할 수 있습니다.
지갑을 비워주는 환경 친화적인 충전식 배터리. 바이오 에너지는 고체, 액체 또는 기체 유기 물질에서 에너지를 생산하는 것입니다. 에너지 사용의 이점은 상대적으로 폐쇄된 회로입니다. 바이오가스는 바이오매스에서 생성되는 에너지적으로 유용한 가스를 총칭하는 용어입니다. 여기에서 메탄 가스는 바이오 가스의 에너지적으로 사용 가능한 부분입니다.
일정한 온도에서 1kg의 액체를 증기로 만드는 데 필요한 열량을 기화의 비열.이 값은 문자 r로 표시되며 킬로그램당 줄(J/kg)로 표시됩니다.
결정체가 녹을 때 공급되는 모든 열은 분자의 위치 에너지를 증가시킵니다.
바이오매스는 에너지를 추출할 수 있는 식물 또는 동물 기원의 모든 유기물을 의미합니다. 재생 가능한 원료와 유기 폐기물의 두 가지 범주가 있습니다. 독일에서는 삼림 관리, 목재 가공, 농작물 생산 및 공장식 축산을 통해 에너지 집약적인 바이오매스 기회가 축적되고 있습니다.
장작, 나무 칩 및 바이오 에탄올. 이중 에너지를 사용하기 때문에 효율이 약 85%까지 증가합니다. 연료 전지는 지속적으로 공급되는 연료와 산화제의 반응 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전기 화학 에너지 변환기입니다.
용융은 일정한 온도에서 일어나기 때문에 분자의 운동 에너지는 변하지 않습니다.
녹는점에서 결정질 물질 1kg을 같은 온도의 액체로 전환시키는 데 필요한 열량을융해의 비열.
질량 m인 결정체를 녹이려면 다음과 같은 열량이 필요합니다.
이는 기존의 발전소와 달리 연료의 화학 에너지가 전기로 직접 변환됨을 의미합니다. 따라서 잠재적으로 더 높은 전기 효율을 연료 전지로 달성할 수 있습니다. 또한 연료 전지는 기존 발전기에 비해 단순하고 기계적 마모가 없으므로 보다 안정적이고 내마모성으로 작동할 수 있습니다.
연료전지는 운전 중에 오염 물질이나 온실 가스가 발생하지 않기 때문에 매우 환경 친화적이고 미래의 중요한 에너지원으로 간주됩니다. 발열량은 연소 중에 발생하는 총 열량을 나타냅니다.
신체의 결정화 과정에서 방출되는 열의 양은 다음과 같습니다.
몸의 내부 에너지는 가열되거나 냉각될 때, 기화 및 응축 중에, 용융 및 결정화 중에 변경됩니다. 모든 경우에 일정량의 열이 신체로 전달되거나 신체에서 제거됩니다.
열역학 제1법칙. 열역학 제1법칙은 열 현상으로 확장된 에너지 보존 법칙입니다.
시스템이 한 상태에서 다른 상태로 전환되는 동안 작업 수행과 열 전달로 인해 내부 에너지가 동시에 변경됩니다. 열역학 제1법칙은 다음과 같은 일반적인 경우에 정확하게 공식화됩니다.
한 상태에서 다른 상태로 전환하는 동안 시스템의 내부 에너지 변화는 외부 힘의 합과 같습니다. 그리고 시스템으로 전달되는 열의 양:
종종 시스템에 대한 외부 물체의 작업 A 대신 외부 물체에 대한 시스템의 작업 A "가 고려됩니다. A"\u003d-A를 고려하면 (13.10) 형식의 열역학 제 1 법칙을 작성할 수 있습니다. 다음과 같이: