ปริมาณความร้อนเรียกว่าส่วนนั้น การทดสอบเชิงบูรณาการทางฟิสิกส์ "ปรากฏการณ์ความร้อน

1. พลังงานภายใน ทำงานในอุณหพลศาสตร์ ปริมาณความร้อน กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ การประยุกต์กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการต่างๆ

ตอบ:

นอกจากพลังงานกลแล้ว วัตถุขนาดใหญ่ยังมีพลังงานอยู่ภายในร่างกายด้วย พลังงานนี้เรียกว่าพลังงานภายในและเข้าสู่สมดุลของการเปลี่ยนแปลงพลังงานในธรรมชาติ

มหาสมุทรเป็นแหล่งสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ไม่เพียงแต่น้ำจะปกคลุมพื้นผิวโลกของเรามากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ยังสามารถดูดซับความร้อนจำนวนมากได้โดยไม่เพิ่มอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ ความจุมหาศาลในการจัดเก็บและปล่อยความร้อนเป็นเวลานานทำให้มหาสมุทรมีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของระบบภูมิอากาศของโลก

ความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นช่วยป้องกันความร้อนที่แผ่ออกมาจากพื้นผิวโลกไม่ให้หลุดเข้าไปในที่ว่างดังที่เคยเป็นมา ความร้อนส่วนเกินส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ในมหาสมุทรตอนบน เป็นผลให้ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา ปริมาณความร้อนในชั้นบนของมหาสมุทรเพิ่มขึ้นอย่างมาก

พลังงานภายในของวัตถุขนาดมหึมามีค่าเท่ากับผลรวมของพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลทั้งหมด (หรืออะตอม) ของร่างกายและพลังงานศักย์ของปฏิกิริยาของโมเลกุลทั้งหมดที่มีกันและกัน (แต่ไม่ใช่กับโมเลกุลของ ร่างกายอื่นๆ)

สูตรคำนวณพลังงานภายในของอะตอมมิก ก๊าซในอุดมคติ:

พลังงานภายในของก๊าซโมโนโทมิกในอุดมคตินั้นแปรผันตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ของมัน

แหล่งที่มาหลักของความร้อนในมหาสมุทรคือแสงแดด นอกจากนี้ เมฆ ไอน้ำ และก๊าซเรือนกระจกจะปล่อยความร้อนซึ่งพวกมันดูดซับ และพลังงานความร้อนบางส่วนนี้เข้าสู่มหาสมุทร คลื่น กระแสน้ำ และกระแสน้ำผสมผสานมหาสมุทรอย่างต่อเนื่อง เคลื่อนความร้อนจากละติจูดที่อุ่นกว่าไปยังละติจูดที่เย็นกว่า และไปยังระดับที่ลึกกว่า

ความร้อนที่มหาสมุทรดูดกลืนจะเคลื่อนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง แต่ก็ไม่หายไป พลังงานความร้อนจะกลับสู่ส่วนที่เหลือของระบบโลกในที่สุดโดยการละลายชั้นน้ำแข็ง ระเหยน้ำ หรือทำให้บรรยากาศร้อนขึ้นโดยตรง ทางนี้, พลังงานความร้อนในมหาสมุทรสามารถทำให้โลกอบอุ่นเป็นเวลาหลายสิบปีหลังจากที่มันถูกใช้ไป หากมหาสมุทรดูดซับความร้อนมากกว่าที่ปล่อยออกมา ปริมาณความร้อนของมหาสมุทรจะเพิ่มขึ้น การรู้ว่ามหาสมุทรดูดซับและปลดปล่อยพลังงานความร้อนได้มากเพียงใดนั้นมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจและจำลองสภาพอากาศโลก

การทำงานในอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับในกลศาสตร์ แต่เท่ากับการเปลี่ยนแปลงไม่ใช่ในพลังงานจลน์ของร่างกาย แต่ในพลังงานภายใน

ระหว่างการบีบอัดหรือการขยายตัว พลังงานศักย์เฉลี่ยของปฏิกิริยาของโมเลกุลก็เปลี่ยนไปเช่นกัน เนื่องจากระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโมเลกุลจะเปลี่ยนไปในกรณีนี้

มาคำนวณงานกันตามการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรโดยใช้ตัวอย่างก๊าซในกระบอกสูบใต้ลูกสูบ วิธีที่ง่ายที่สุด คือ คำนวณก่อนไม่ใช่งานของแรง F ที่กระทำต่อแก๊สจากด้านข้างตัวถังภายนอก (ลูกสูบ) แต่งานที่ตัวแก๊สทำนั้นกระทำต่อลูกสูบด้วยแรง F ตามกฎข้อที่สามของนิวตัน F "=- F.

ในอดีต หากอุณหภูมิของมหาสมุทร เรือต้องกระดิกเซ็นเซอร์หรือตัวเก็บตัวอย่างลงไปในน้ำ วิธีการที่ใช้เวลานานนี้สามารถให้อุณหภูมิได้เฉพาะส่วนเล็กๆ ของมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ของโลกเท่านั้น เพื่อให้ครอบคลุมทั่วโลก นักวิทยาศาสตร์ได้หันไปใช้ดาวเทียมที่วัดความสูงของพื้นผิวมหาสมุทร เมื่อน้ำร้อนขึ้น น้ำจะขยายตัว ดังนั้นการประมาณอุณหภูมิมหาสมุทรจึงสามารถหาได้จากความสูงของผิวน้ำทะเล

เพื่อให้ได้ภาพที่ดีขึ้นของปริมาณความร้อนของมหาสมุทรในระดับความลึกต่างๆ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจึงใช้เครื่องมือหลากหลายในการวัดอุณหภูมิในแหล่งกำเนิด ที่รู้จักกันในชื่อ Argo float เซ็นเซอร์ลอยข้ามมหาสมุทรในระดับความลึกต่างๆ ทุกๆ 10 วันหรือมากกว่านั้น ตามคำแนะนำที่ตั้งโปรแกรมไว้ พวกมันจะลอยขึ้นในน้ำ โดยบันทึกอุณหภูมิเมื่อสูงขึ้น เมื่อทุ่นลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ มันจะส่งตำแหน่งและข้อมูลอื่น ๆ ไปยังนักวิทยาศาสตร์ผ่านดาวเทียมแล้วร่อนลงมาอีกครั้ง

โมดูลัสของแรงที่กระทำจากด้านข้างของแก๊สบนลูกสูบคือ F "=pS โดยที่ p คือแรงดันแก๊ส S คือพื้นที่ผิวของลูกสูบ ปล่อยให้แก๊สขยายตัวและลูกสูบเคลื่อนที่ใน ทิศทางของแรง F" โดยระยะทางเล็กน้อย h = h 2 - h 1 หากการกระจัดมีขนาดเล็ก ความดันแก๊สก็ถือว่าคงที่

งานที่แก๊สทำคือ


งานนี้สามารถแสดงในแง่ของการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรของก๊าซ ปริมาตรเริ่มต้น F 1 = Sh 1 และปริมาตรสุดท้าย V 2 = Sh 2 นั่นเป็นเหตุผลที่

เครื่องมือวัดอุณหภูมิมหาสมุทร ได้แก่ ค่าการนำไฟฟ้า อุณหภูมิ เครื่องวัดอุณหภูมิแบบใช้แล้วทิ้ง และอาร์กอตแบบลอยตัว นักวิทยาศาสตร์กำลังเปรียบเทียบข้อมูลจากดาวเทียม ทุ่นลอย และยานสำรวจอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แน่ใจว่าค่าที่พวกมันสร้างขึ้นนั้นสมเหตุสมผล พวกเขาประมวลผลช่วงการวัดเพื่อคำนวณค่าประมาณของปริมาณความร้อนในมหาสมุทรเฉลี่ยประจำปีทั่วโลกทุกๆ สามเดือน การแปลงอุณหภูมิเป็นจูลทำให้คุณสามารถเปรียบเทียบความร้อนในมหาสมุทรกับเป้าหมายเพื่อให้ความร้อนในส่วนอื่นๆ ของระบบภูมิอากาศของโลก

มากกว่าร้อยละ 90 ของภาวะโลกร้อนที่เกิดขึ้นบนโลกในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาได้เกิดขึ้นในมหาสมุทร แม้ว่าชั้นบรรยากาศจะปราศจากภาวะโลกร้อนโดยสมบูรณ์ ณ วันนี้ ความร้อนที่สะสมอยู่ในมหาสมุทรก็จะถูกปลดปล่อยออกมาในที่สุด และโลกจะอุ่นขึ้นอีกในอนาคต


โดยที่ AV=V 2 - V 1 - การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรแก๊ส

เมื่อขยายตัวแก๊สจะทำงานในเชิงบวกเนื่องจากทิศทางของแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ของลูกสูบตรงกัน ในกระบวนการขยายตัว ก๊าซจะถ่ายเทพลังงานไปยังวัตถุโดยรอบ

หากก๊าซถูกบีบอัด แสดงว่าสูตรสำหรับการทำงานของก๊าซนั้นยังคงใช้ได้ แต่ตอนนี้ v2

ในปัจจุบัน น้ำทะเลที่ร้อนขึ้นทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นเนื่องจากน้ำจะขยายตัวเมื่ออุ่นขึ้น เมื่อรวมกับน้ำจากธารน้ำแข็งที่ละลายบนบก ทะเลที่เพิ่มขึ้นกำลังคุกคามระบบนิเวศทางธรรมชาติและโครงสร้างของมนุษย์ที่อยู่ใกล้แนวชายฝั่งทั่วโลก น้ำทะเลที่ร้อนขึ้นยังสัมพันธ์กับการลดลงของชั้นน้ำแข็งและน้ำแข็งในทะเล ซึ่งมีความหมายเพิ่มเติมต่อระบบภูมิอากาศของโลก ในที่สุด น้ำทะเลที่ร้อนขึ้นก็คุกคามระบบนิเวศทางทะเลและการดำรงชีวิตของผู้คน

งาน A ที่ดำเนินการโดยร่างกายภายนอกเกี่ยวกับแก๊สนั้นแตกต่างจากงานของแก๊ส A "เฉพาะในเครื่องหมาย: A \u003d -A",

งาน A" ของแก๊สสำหรับกรณีของแรงดันคงที่สามารถให้การตีความทางเรขาคณิตอย่างง่าย

มาสร้างกราฟการพึ่งพาแรงดันแก๊สต่อปริมาตร (รูปที่ 162) ที่นี่ พื้นที่ของสี่เหลี่ยมผืนผ้า abdc ที่ล้อมรอบด้วยกราฟ p 1 = const แกน V และเซ็กเมนต์ ab และ cd เท่ากับความดันแก๊ส เท่ากับตัวเลขของงาน:

ตัวอย่างเช่น น้ำอุ่นคุกคามสุขภาพของปะการัง และในทางกลับกัน ชุมชนสัตว์ทะเลที่ต้องอาศัยพวกมันสำหรับที่พักพิงและอาหาร ในท้ายที่สุด ผู้ที่พึ่งพาการประมงทางทะเลเพื่อหาอาหารและงานอาจต้องเผชิญกับผลกระทบด้านลบจากภาวะโลกร้อนในมหาสมุทร

การเรียกเก็บเงินสำหรับการเรียกเก็บเงินค่าก๊าซมีหลายประเภท: การเรียกเก็บเงินค่าความร้อนและค่าก๊าซตามปริมาตร ปิดการเรียกเก็บเงิน: ปริมาณการใช้ก๊าซในพื้นที่จ่ายมักจะเป็นความร้อน ซึ่งคำนวณโดยหน่วยพลังงาน ปริมาณของก๊าซที่จ่ายมีหน่วยวัดเป็นลูกบาศก์เมตรและแปลงเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ใช้ไปโดยการคูณด้วยมูลค่าการใช้ที่ระบุ การแปลงลูกบาศก์เมตรเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง คำนึงถึงค่าความร้อนและสถานะทางกายภาพที่สอดคล้องกันของก๊าซ

เป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนพลังงานภายในของก๊าซในกระบอกสูบ ไม่เพียงแต่จากการทำงาน แต่ยังรวมถึงการให้ความร้อนกับแก๊สด้วย

กระบวนการถ่ายเทพลังงานจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งโดยไม่ต้องทำงานเรียกว่า การถ่ายเทความร้อน หรือการถ่ายเทความร้อน

การวัดเชิงปริมาณของการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในระหว่างการถ่ายเทความร้อนเรียกว่า ปริมาณความร้อน ถาม

เงื่อนไขนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันของก๊าซและบันทึกไว้ในหมายเลขสถานะที่เรียกว่า จำนวนสถานะที่คูณด้วยค่าความร้อนจะให้ค่าความร้อน ลูกบาศก์เมตรที่วัดโดยเมตรคูณด้วยค่าความร้อนที่เรียกเก็บเงินจะให้จำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงในการคำนวณ

การเรียกเก็บเงินตามปริมาณ: ปริมาณการใช้ก๊าซคำนวณตามลูกบาศก์เมตรที่ใช้ไปของก๊าซธรรมชาติ ตรงกันข้ามกับการเรียกเก็บเงินค่าความร้อนซึ่งอิงตามหน่วยพลังงาน จำนวนเงินที่ต้องชำระรายเดือนจะคำนวณตามราคาปัจจุบันและตามปริมาณการใช้ของปีที่แล้ว

ปริมาณความร้อนเรียกว่าพลังงานที่ร่างกายปล่อยออกมาในกระบวนการถ่ายเทความร้อน

ระหว่างการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ขอบระหว่างร่างกาย โมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างช้าๆ ของร่างกายที่เย็นจะมีปฏิกิริยากับโมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของวัตถุที่ร้อน เป็นผลให้พลังงานจลน์ของโมเลกุลมีความเท่าเทียมกันและความเร็วของโมเลกุลของวัตถุเย็นเพิ่มขึ้นในขณะที่วัตถุที่ร้อนลดลง

ตัวดูดซับเป็นส่วนหนึ่งของระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ดูดซับรังสีดวงอาทิตย์และเปลี่ยนเป็นความร้อน ตามกฎแล้ว พื้นผิวของตัวดูดซับจะมีการเคลือบแบบเลือกสรร เพื่อให้แสงแดดถูกดูดซับและมุ่งไปที่ของเหลวถ่ายเทความร้อนที่อยู่ใต้ตัวดูดซับให้ได้มากที่สุด ปัจจุบันมีการใช้ตัวดูดซับคุณภาพสูงระหว่าง 90 ถึง 95% ของรังสีดวงอาทิตย์

การดูดซึมโดยทั่วไปจะอธิบายการดูดกลืนรังสีหรือสารโดยวัสดุอื่น สำหรับเทคโนโลยีพลังงานโดยเฉพาะการดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์และการดูดกลืนสารทำความเย็นในเครื่องทำความเย็นหรือ ตัวอย่างที่ 1 เมื่อแสงถูกดูดกลืน ส่วนหนึ่งของรังสีจะถูกดูดซับโดยสารและเปลี่ยนเป็นความร้อน การใช้งาน: การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ด้วยแผงโซลาร์เซลล์

ในระหว่างการแลกเปลี่ยนความร้อนจะไม่มีการแปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง ส่วนหนึ่งของพลังงานภายในของวัตถุที่ร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังวัตถุที่เย็น

ปริมาณความร้อนและความจุความร้อนเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วจากวิชาฟิสิกส์ว่าเพื่อให้ความร้อนแก่ร่างกายด้วยมวล m จากอุณหภูมิ t x ถึงอุณหภูมิ t 2 จำเป็นต้องถ่ายเทปริมาณความร้อนไปยังมัน:

สารดูดซับมีหน้าที่ของสารทำความเย็นในขณะที่สารอื่นเรียกว่าตัวทำละลาย สารทำความเย็นและตัวทำละลายเรียกรวมกันว่าคู่ทำงาน ตัวอย่างที่ 3 ลิเธียมโบรไมด์ดูดซับน้ำ น้ำดูดซับแอมโมเนีย การใช้งาน: ตู้เย็น เครื่องทำความร้อนปั๊มความร้อน

ความร้อนเหลือทิ้งคือความร้อนที่เกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการทำงานของอุปกรณ์หรือระบบทางเทคนิค โดยทั่วไป ความร้อนนี้จะต้องกระจายอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์หรือระบบร้อนเกินไป มีศักยภาพด้านพลังงานสูงมากในการทำให้เสียของกระบวนการต่างๆ คุณกำลังพยายามใช้ความร้อนเป้าหมายนั้น

เมื่อร่างกายเย็นลง อุณหภูมิสุดท้าย t 2 จะน้อยกว่าอุณหภูมิเริ่มต้น t 1 และปริมาณความร้อนที่ร่างกายปล่อยออกมาจะเป็นลบ

ค่าสัมประสิทธิ์ c ในสูตรเรียกว่าความจุความร้อนจำเพาะ

ความร้อนจำเพาะ- นี่คือปริมาณความร้อนที่สาร 1 กิโลกรัมได้รับหรือปล่อยออกมาเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป 1 K

ตัวอย่างที่ 1 เครื่องยนต์ของรถยนต์แปลงพลังงานเชื้อเพลิงเพียงบางส่วนให้เป็นพลังงานจลน์ ความร้อนเหลือทิ้งที่เกิดขึ้นจะถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ภายใน ตัวอย่างที่ 2 โรงไฟฟ้าสร้างความร้อนเหลือทิ้งที่สามารถใช้เป็นเครื่องทำความร้อนแบบอำเภอได้

ตัวอย่างที่ 3 น้ำเสียจากระบบระบายน้ำทิ้งสามารถนำไปสู่การดำเนินงานด้านความร้อนที่ทำกำไรได้ของปั๊มความร้อนเนื่องจากอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ เครื่องวัดความเร็วลมใช้สำหรับวัดความเร็วลมและเป็นส่วนหนึ่งของการควบคุมกังหันลม

ความจุความร้อนจำเพาะไม่เพียงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับกระบวนการที่มีการถ่ายเทความร้อนด้วย หากคุณให้ความร้อนกับแก๊สที่ความดันคงที่ แก๊สจะขยายตัวและทำงาน ในการทำให้แก๊สร้อนขึ้น 1°C ที่ความดันคงที่ จะต้องถ่ายเทความร้อนมากกว่าการให้ความร้อนที่ปริมาตรคงที่

ดังนั้นเครื่องวัดความเร็วลมจึงทำหน้าที่ในกรณีที่เกิดพายุเพื่อความปลอดภัยของวัตถุและบริเวณโดยรอบ เมื่อมีแรงลมต่ำมาก กลไกความปลอดภัยจะปิดโรงงานด้วยเช่นกัน เนื่องจากคาดว่าจะไม่มีพลังงานที่ส่งออกไปอย่างมีนัยสำคัญ ชั้นบรรยากาศก็คือชั้นบรรยากาศของโลก ประกอบด้วยส่วนผสมของธาตุก๊าซและสารประกอบต่างๆ ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน ไอน้ำ และอาร์กอน นอกจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำแล้ว โดยเฉพาะก๊าซที่มีสัดส่วนน้อยคือมีเทนและคลอโรฟลูออโรคาร์บอน

ของเหลวและของแข็งขยายตัวเล็กน้อยเมื่อถูกความร้อน และความจุความร้อนจำเพาะที่ปริมาตรคงที่และความดันคงที่ต่างกันเล็กน้อย

ความร้อนจำเพาะของการกลายเป็นไอในการเปลี่ยนของเหลวให้เป็นไอต้องถ่ายเทความร้อนจำนวนหนึ่งไป อุณหภูมิของของเหลวระหว่างการเปลี่ยนแปลงนี้จะไม่เปลี่ยนแปลง

แบตเตอรี่เป็นตัวเก็บและแปลงพลังงานไฟฟ้าเคมี ในระหว่างการขนถ่าย พลังงานเคมีที่เก็บไว้จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยปฏิกิริยารีดอกซ์ไฟฟ้าเคมี ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถใช้พลังงานที่แปลงแล้วได้โดยไม่คำนึงถึงเครือข่าย

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งยังช่วยเพิ่มพื้นที่ในกระเป๋าอีกด้วย พลังงานชีวภาพคือการผลิตพลังงานจากสารอินทรีย์ที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ข้อดีของการใช้พลังงานคือวงจรที่ค่อนข้างปิด ก๊าซชีวภาพเป็นคำศัพท์รวมสำหรับก๊าซที่มีประโยชน์ซึ่งผลิตจากชีวมวล ที่นี่ก๊าซมีเทนเป็นส่วนหนึ่งของก๊าซชีวภาพที่ใช้พลังงานอย่างกระฉับกระเฉง

ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนของเหลว 1 กิโลกรัมให้เป็นไอที่อุณหภูมิคงที่เรียกว่า ความร้อนจำเพาะของการกลายเป็นไอค่านี้แสดงด้วยตัวอักษร r และแสดงเป็นจูลต่อกิโลกรัม (J / kg)


เมื่อตัวผลึกละลาย ความร้อนทั้งหมดที่จ่ายไปจะไปเพิ่มพลังงานศักย์ของโมเลกุล

ชีวมวลหมายถึงอินทรียวัตถุทั้งหมดที่มาจากพืชหรือสัตว์ซึ่งสามารถดึงพลังงานออกมาได้ มีสองประเภท: วัตถุดิบหมุนเวียนและขยะอินทรีย์ โอกาสด้านชีวมวลที่ใช้พลังงานสูงกำลังสะสมอยู่ในเยอรมนีผ่านการจัดการป่าไม้ การแปรรูปไม้ การผลิตพืชผล และการทำฟาร์มในโรงงาน

ฟืน เศษไม้ และไบโอเอทานอล เนื่องจากใช้พลังงานคู่ ประสิทธิภาพจึงเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 85% เซลล์เชื้อเพลิงคือเครื่องแปลงพลังงานไฟฟ้าเคมีที่แปลงพลังงานปฏิกิริยาของเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ที่ให้มาอย่างต่อเนื่องเป็นพลังงานไฟฟ้า

พลังงานจลน์ของโมเลกุลไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากการหลอมเกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่

ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการแปลงสารผลึก 1 กิโลกรัมที่จุดหลอมเหลวให้เป็นของเหลวที่มีอุณหภูมิเท่ากันเรียกว่าความร้อนจำเพาะของการหลอมเหลว.

ในการละลายตัวผลึกที่มีมวล m ต้องใช้ความร้อนเท่ากับ:

ซึ่งหมายความว่าพลังงานเคมีในเชื้อเพลิงซึ่งแตกต่างจากโรงไฟฟ้าทั่วไปจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าโดยตรง ดังนั้นเซลล์เชื้อเพลิงจึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้ นอกจากนี้ เซลล์เชื้อเพลิงยังง่ายกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไป ไม่มีการสึกหรอทางกลไก ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและทนต่อการสึกหรอ

เนื่องจากไม่มีการสร้างมลพิษหรือก๊าซเรือนกระจกระหว่างการใช้งาน เซลล์เชื้อเพลิงจึงถือเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและมีความสำคัญอย่างยิ่งในอนาคต ค่าความร้อนอธิบายปริมาณความร้อนทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการตกผลึกของร่างกายเท่ากับ:

พลังงานภายในร่างกายเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกความร้อนหรือเย็นลง ระหว่างการกลายเป็นไอและการควบแน่น ระหว่างการหลอมเหลวและการตกผลึก ในทุกกรณี ความร้อนจำนวนหนึ่งจะถูกถ่ายเทไปยังหรือลบออกจากร่างกาย

กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์คือกฎการอนุรักษ์พลังงานซึ่งขยายไปสู่ปรากฏการณ์ทางความร้อน

ในระหว่างการเปลี่ยนระบบจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง พลังงานภายในจะเปลี่ยนแปลงไปพร้อม ๆ กันทั้งเนื่องจากประสิทธิภาพการทำงานและเนื่องจากการถ่ายเทความร้อน กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดขึ้นอย่างแม่นยำสำหรับกรณีทั่วไปดังกล่าว:

การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบระหว่างการเปลี่ยนสถานะจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งเท่ากับผลรวมของงานของแรงภายนอก และ ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทไปยังระบบ:

บ่อยครั้งแทนที่จะพิจารณางาน A ของวัตถุภายนอกในระบบ งาน A "ของระบบบนวัตถุภายนอกจะถูกพิจารณา โดยพิจารณาว่า A" \u003d - A กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ในรูปแบบ (13.10) สามารถเขียนได้ ดังนี้