“…- Скільки папуг у тебе поміститься, такий у тебе зріст.
– Дуже треба! Я не ковтатиму стільки папуг!
З м/ф "38 папуг"
Відповідно до міжнародних правил СІ (міжнародна система одиниць виміру) кількість теплової енергії або кількість тепла вимірюється в Джоулях [Дж], також існують кратні одиниці кілоДжоуль [кДж] = 1000 Дж., МегаДжоуль [МДж] = 1 000 000 Дж, ГігаДжоуль ГДж] = 1 000 000 000 Дж. та ін. Ця одиниця виміру теплової енергії є основною міжнародною одиницею і найчастіше використовується при проведенні наукових та науково-технічних розрахунків.
Однак, всі з нас знають або хоча б раз чули і іншу одиницю вимірювання кількості теплоти (або просто тепла) це калорія, а також кілокалорія, Мегакалорія та Гігакалорія, що означають приставки кіло, Гіга та Мега, дивитися приклад із Джоулями вище. У нашій країні історично склалося так, що при розрахунку тарифів за опалення, чи то опалення електроенергією, газовими чи пелетними котлами прийнято вважати вартість саме однієї Гігакалорії теплової енергії.
Так що ж таке Гігакалорія, кіловат, кіло годин або кіло/год і Джоулі і як вони пов'язані між собою?, Ви дізнаєтеся в цій статті.
Отже, основна одиниця теплової енергії - це, як уже було сказано, Джоуль. Але перш ніж говорити про одиниці виміру необхідно в принципі на побутовому рівні роз'яснити, що таке теплова енергія і як і для чого її вимірювати.
Усім нам з дитинства відомо, щоб зігрітися (отримати теплову енергію) треба щось підпалити, тому всі ми палили багаття, традиційне паливо для багаття – це дрова. Таким чином, очевидно, при горінні палива (будь-якого: дрова, вугілля, пелети, природний газ, солярка) виділяється теплова енергія (тепло). Але, щоб нагріти, наприклад, різні об'єми води потрібно різну кількість дров (або іншого палива). Ясно, що для нагрівання двох літрів води достатньо кількох палень у вогнищі, а щоб приготувати піввідра супу на весь табір, потрібно запастись кількома в'язками дров. Щоб не вимірювати такі суворі технічні величини, як кількість теплоти та теплота згоряння палива в'язками дров та відер із супом, теплотехніки вирішили внести ясність та порядок і домовилися вигадати одиницю кількості теплоти. Щоб ця одиниця була скрізь однакова, її визначили так: для нагрівання одного кілограма води на один градус за нормальних умов (атмосферного тиску) потрібно 4 190 калорій, або 4,19 кілокалорії, отже, щоб нагріти один грам води буде достатньо в тисячу разів менше теплоти - 4,19 калорії.
Калорія пов'язана з міжнародною одиницею теплової енергії Джоулем наступним співвідношенням:
1 калорія = 4,19 Джоуля.
Таким чином, для нагріву 1 г води на один градус потрібно 4,19 Джоуля теплової енергії, а для нагріву одного кілограма води 4 190 Джоулів тепла.
У техніці, поряд з одиницею вимірювання теплової (і будь-якої іншої) енергії існує одиниця потужності і, відповідно до міжнародної системи (СІ), це Ватт. Поняття потужності також стосується і нагрівальних приладів. Якщо нагрівальний прилад здатний віддати за 1 секунду 1 Джоуль теплової енергії, його потужність дорівнює 1 Ватт. Потужність це здатність приладу виробляти (створювати) певну кількість енергії (у нашому випадку теплової енергії) в одиницю часу. Повернемося до нашого прикладу з водою, щоб нагріти один кілограм (або один літр, у випадку з водою кілограм дорівнює літру) води на один градус Цельсія (або Кельвіна, не має значення) нам знадобиться потужність 1 кілокалорія або 4190 Дж. теплової енергії. Щоб нагріти один кілограм води за 1 секунду часу на 1 градус нам потрібен прилад наступної потужності:
4190 Дж./1 с. = 4190 Вт. чи 4,19 кВт.
Якщо ми хочемо нагріти наш кілограм води на 25 градусів за ту саму секунду, то нам знадобиться потужність у двадцять п'ять разів більша за тобто.
4,19 * 25 = 104,75 кВт.
Таким чином, можна дійти невтішного висновку, що пелетний котел потужністю 104,75 кВт. нагріває 1 літр води на 25 градусів за секунду.
Раз ми дісталися до Ватт і кіловат, слід і про них слівце замовити. Як вже було сказано Ватт - це одиниця потужності, в тому числі і теплової потужності котла, але крім пелетних котлів і газових котлів людству знайомі і електрокотли, потужність яких вимірюється, зрозуміло, в тих же кіловатах і споживають вони не пелети і не газ, а електроенергію, кількість якої вимірюється в кіловат годинах. Правильне написання одиниці енергії кіловат*годину (саме, кілограмів помножити на годину, а не розділити), запис кВт/година – є помилкою!
В електрокотлах електрична енергія перетворюється на теплову (так зване, Джоулеве тепло), і, якщо котел спожив 1 кВт*годину електроенергії, то скільки ж він виробив тепла? Щоб відповісти на це просте запитання, потрібно виконати простий розрахунок.
Перетворимо кілоВатти на кілоДжоулі/секунди (кілоДжоуль на секунду), а годинник на секунду: в одній годині 3 600 секунд, отримаємо:
1 кВт * год = [1 кДж / с] * 3600 c. = 1000 Дж * 3600 с = 3600000 Джоулів або 3,6 МДж.
Отже,
1 кВт * год = 3,6 МДж.
У свою чергу, 3,6 МДж/4,19 = 0,859 Мкал = 859 ккал = 859000 кал. Енергії (тепловий).
Тепер перейдемо до гігакалорії, ціну якої на різних видах палива люблять вважати теплотехніки.
1 Гкал = 1000000000 кал.
1000000000 кал. = 4,19 * 1 000 000 000 = 4190000000 Дж. = 4190 МДж. = 4,19 ГДж.
Або знаючи, що 1 кВт * год = 3,6 МДж перерахуємо 1 Гігакалорію на кілоВат * години:
1 Гкал = 4190 МДж/3,6 МДж = 1163 кВт * годин!
Якщо прочитавши цю статтю ви вирішили проконсультуватися з фахівцем нашої компанії з будь-якого питання, пов'язаного з теплопостачанням, то вам Сюди!
Source: teplo-en.ru
Людству відомо кілька видів енергії – механічна енергія (кінетична та потенційна), внутрішня енергія (теплова), енергія полів (гравітаційна, електромагнітна та ядерна), хімічна. Окремо варто виділити енергію вибуху,...
Енергію вакууму та ще існуючу лише в теорії – темну енергію. У цій статті, першій у рубриці «Теплотехніка», я спробую простою та доступною мовою, використовуючи практичний приклад, розповісти про найважливіший вид енергії в житті людей — про теплової енергіїі про народжує її в часі теплової потужності.
Декілька слів для розуміння місця теплотехніки, як розділу науки про отримання, передачу та застосування теплової енергії. Сучасна теплотехніка виділилася із загальної термодинаміки, яка у свою чергу є одним із розділів фізики. Термодинаміка – це буквально «теплий» плюс «силовий». Таким чином, термодинаміка – це наука про «зміну температури» системи.
Вплив на систему ззовні, у якому змінюється її внутрішня енергія, може бути результатом теплообміну. Теплова енергія, яка набувається або втрачається системою внаслідок такої взаємодії з навколишнім середовищем, називається кількістю теплотиі вимірюється у системі СІ у Джоулях.
Якщо ви не інженер-теплотехнік і щодня не займаєтеся теплотехнічними питаннями, то вам, зіткнувшись з ними, іноді без досвіду буває дуже важко швидко в них розібратися. Важко без наявності досвіду уявити навіть розмірність значень значень кількості теплоти і теплової потужності. Скільки Джоулів енергії необхідно щоб нагріти 1000 метрів кубічних повітря від температури -37˚С до +18˚С?.. Яка потрібна потужність джерела тепла, щоб зробити це за 1 годину?.. На ці не найскладніші питання здатні сьогодні відповісти далеко не всі інженери. Іноді фахівці навіть пам'ятають формули, але застосувати їх практично можуть лише одиниці!
Прочитавши до кінця цю статтю, ви зможете легко вирішувати реальні виробничі та побутові завдання, пов'язані з нагріванням та охолодженням різних матеріалів. Розуміння фізичної суті процесів теплопередачі та знання простих основних формул – це головні блоки у фундаменті знань з теплотехніки!
Кількість теплоти за різних фізичних процесів.
Більшість відомих речовин можуть за різних температур і тиску перебувати в твердому, рідкому, газоподібному або плазмовому станах. Перехідз одного агрегатного стану до іншого відбувається за постійної температури(за умови, що не змінюються тиск та інші параметри навколишнього середовища) та супроводжується поглинанням або виділенням теплової енергії. Незважаючи на те, що у Всесвіті 99% речовини знаходиться в стані плазми, ми в цій статті не розглядатимемо цей агрегатний стан.
Розглянемо графік, поданий малюнку. На ньому зображено залежність температури речовини Твід кількості теплоти Qпідведеного до якоїсь закритої системи, що містить певну масу якоїсь конкретної речовини.
1. Тверде тіло, що має температуру T1, нагріваємо до температури Tпл, витрачаючи на цей процес кількість теплоти дорівнює Q1 .
2. Далі починається процес плавлення, який відбувається за постійної температури Тпл(температурі плавлення). Для розплавлення всієї маси твердого тіла необхідно витратити теплову енергію в кількості Q2 - Q1 .
3. Далі рідину, що вийшла в результаті плавлення твердого тіла, нагріваємо до температури кипіння (газоутворення) Ткп, витрачаючи на цю кількість теплоти рівну Q3-Q2 .
4. Тепер за незмінної температури кипіння Ткпрідина кипить і випаровується, перетворюючись на газ. Для переходу всієї маси рідини в газ необхідно витратити теплову енергію у кількості Q4-Q3.
5. На останньому етапі відбувається нагрівання газу від температури Ткпдо деякої температури Т2. При цьому витрати кількості теплоти становитимуть Q5-Q4. (Якщо нагріємо газ до температури іонізації, то газ перетвориться на плазму.)
Таким чином, нагріваючи вихідне тверде тіло від температури Т1до температури Т2ми витратили теплову енергію у кількості Q5, переводячи речовину через три агрегатні стани.
Рухаючись у зворотному напрямку, ми відведемо від речовини ту саму кількість тепла Q5, пройшовши етапи конденсації, кристалізації та охолодження від температури Т2до температури Т1. Зрозуміло, ми розглядаємо замкнуту систему без втрат енергії у довкілля.
Зауважимо, що можливий перехід із твердого стану в газоподібний стан, минаючи рідку фазу. Такий процес називається сублімацією, а зворотний йому процес - десублімацією.
Отже, усвідомили, що процеси переходів між агрегатними станами речовини характеризуються споживанням енергії за постійної температури. При нагріванні речовини, що знаходиться в одному постійному агрегатному стані, підвищується температура і також витрачається теплова енергія.
Основні формули теплопередачі.
Формули дуже прості.
Кількість теплоти Qу Дж розраховується за формулами:
1. З боку споживання тепла, тобто з боку навантаження:
1.1. При нагріванні (охолодженні):
Q = m * c * (Т2-Т1)
m – маса речовини в кг
с –питома теплоємність речовини в Дж/(кг*К)
1.2. При плавленні (замерзанні):
Q = m * λ
λ – питома теплота плавлення та кристалізації речовини в Дж/кг
1.3. При кипінні, випаровуванні (конденсації):
Q = m * r
r – питома теплота газоутворення та конденсації речовини в Дж/кг
2. З боку виробництва тепла, тобто джерела:
2.1. При згорянні палива:
Q = m * q
q – питома теплота згоряння палива в Дж/кг
2.2. При перетворенні електроенергії на теплову енергію (закон Джоуля - Ленца):
Q = t * I * U = t * R * I ^ 2 = (t / R)*U ^2
t – час у с
I – чинне значення струму в А
U – діюче значення напруги в
R – опір навантаження в Ом
Робимо висновок - кількість теплоти прямо пропорційно масі речовини при всіх фазових перетвореннях і при нагріванні додатково прямо пропорційно різниці температур. Коефіцієнти пропорційності ( c , λ , r , q ) для кожної речовини мають свої значення та визначені дослідним шляхом (беруться із довідників).
Теплова потужність N в Вт – це кількість теплоти передана системі за певний час:
N = Q / t
Чим швидше ми хочемо нагріти тіло до певної температури, тим більшої потужності має бути джерело теплової енергії – все логічно.
Розрахунок у Excel прикладного завдання.
У житті буває часто необхідно зробити швидкий оціночний розрахунок, щоб зрозуміти – чи є сенс продовжувати вивчення теми, роблячи проект та розгорнуті точні трудомісткі розрахунки. Зробивши за кілька хвилин розрахунок навіть з точністю ±30%, можна прийняти важливе управлінське рішення, яке буде в 100 разів дешевшим і в 1000 разів оперативнішим і в результаті в 100000 разів ефективнішим, ніж виконання точного розрахунку протягом тижня, а то та місяця, групою дорогих фахівців.
Умови завдання:
У приміщення цеху підготовки металопрокату розмірами 24м х 15м х 7м завозимо зі складу на вулиці металопрокат у кількості 3т. На металопрокаті є крига загальною масою 20кг. На вулиці -37˚С. Яка кількість теплоти необхідно, щоб нагріти метал до +18? нагріти лід, розтопити його та нагріти воду до +18˚С; нагріти весь об'єм повітря в приміщенні, якщо припустити, що до цього опалення повністю відключено? Яку потужність повинна мати система опалення, якщо все сказане вище необхідно виконати за 1годину? (Дуже жорсткі та майже не реальні умови – особливо що стосуються повітря!)
Розрахунок виконаємо у програміMS Excel або у програміOOo Calc.
З кольоровим форматуванням осередків та шрифтів ознайомтесь на сторінці « ».
Вихідні дані:
1. Назви речовин пишемо:
в комірку D3: Сталь
в комірку E3: Лід
в комірку F3: Лід/вода
в комірку G3: Вода
в комірку G3: Повітря
2. Назви процесів заносимо:
в комірки D4, E4, G4, G4: нагрівання
в комірку F4: танення
3. Питому теплоємність речовин cв Дж/(кг*К) пишемо для сталі, льоду, води та повітря відповідно
в комірку D5: 460
в комірку E5: 2110
в комірку G5: 4190
в комірку H5: 1005
4. Питому теплоту плавлення льоду λ в Дж/кг вписуємо
в комірку F6: 330000
5. Масу речовин mв кг вписуємо відповідно для сталі та льоду
в комірку D7: 3000
в комірку E7: 20
Так як при перетворенні льоду у воду маса не змінюється, то
у осередках F7 і G7: =E7 =20
Масу повітря знаходимо добутком обсягу приміщення на питому вагу
в осередку H7: = 24 * 15 * 7 * 1,23 =3100
6. Час процесів tв хв пишемо лише один раз для сталі
в комірку D8: 60
Значення часу для нагрівання льоду, його плавлення і нагрівання води, що вийшла, розраховуються з умови, що всі ці три процесу повинні вкластися в сумі за такий же час, який відведено на нагрівання металу. Зчитуємо відповідно
в клітинці E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,7
в осередку F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =41,0
в осередку G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,4
Повітря також має прогрітися за цей самий відведений час, читаємо
в осередку H8: = D8 =60,0
7. Початкову температуру всіх речовин T1 в ˚C заносимо
в комірку D9: -37
в комірку E9: -37
в комірку F9: 0
в осередок G9: 0
в осередок H9: -37
8. Кінцеву температуру всіх речовин T2 в ˚C заносимо
в комірку D10: 18
в комірку E10: 0
в комірку F10: 0
в комірку G10: 18
в комірку H10: 18
Думаю, питань щодо п.7 та п.8 бути не повинно.
Результати розрахунків:
9. Кількість теплоти Qв КДж, необхідне для кожного з процесів, розраховуємо
для нагрівання сталі в осередку D12: = D7 * D5 * (D10-D9) / 1000 =75900
для нагрівання льоду в осередку E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000 = 1561
для плавлення льоду в осередку F12: =F7*F6/1000 = 6600
для нагрівання води в осередку G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000 = 1508
для нагрівання повітря в осередку H12: =H7*H5*(H10-H9)/1000 = 171330
Загальну кількість необхідної для всіх процесів теплової енергії зчитуємо
в об'єднаному осередку D13E13F13G13H13: =СУММ(D12:H12) = 256900
У комірках D14, E14, F14, G14, H14, та об'єднаній комірці D15E15F15G15H15 кількість теплоти наведено у дугою одиниці виміру – у ГКал (у гігакалоріях).
10. Теплова потужність Nу КВт, необхідна для кожного з процесів, розраховується
для нагрівання сталі в комірці D16: = D12/(D8 * 60) =21,083
для нагрівання льоду в осередку E16: =E12/(E8*60) = 2,686
для плавлення льоду в осередку F16: =F12/(F8*60) = 2,686
для нагрівання води в осередку G16: =G12/(G8*60) = 2,686
для нагрівання повітря в осередку H16: =H12/(H8*60) = 47,592
Сумарна теплова потужність необхідна для виконання всіх процесів за час tрозраховується
в об'єднаному осередку D17E17F17G17H17: =D13/(D8*60) = 71,361
У комірках D18, E18, F18, G18, H18, та об'єднаній комірці D19E19F19G19H19 теплова потужність наведена в дугою одиниці виміру – у Гкал/год.
На цьому розрахунок у Excel завершено.
Висновки:
Зверніть увагу, що для нагрівання повітря необхідно більш ніж вдвічі більше витратити енергії, ніж для нагрівання такої самої маси сталі.
При нагріванні води витрати енергії вдвічі більші, ніж при нагріванні льоду. Процес плавлення багаторазово більше споживає енергії, ніж процес нагрівання (при невеликій різниці температур).
Нагрів води у десять разів витрачає більше теплової енергії, ніж нагрів сталі та вчетверо більше, ніж нагрів повітря.
Для отримання інформації про вихід нових статей і для скачування робочих файлів програм прошу вас підписатися на анонси у вікні, розташованому наприкінці статті або у вікні вгорі сторінки.
Після введення адреси своєї електронної пошти та натискання на кнопку «Отримувати анонси статей» НЕ ЗАБУДЬТЕПІДТВЕРДИТИ ПЕРЕДПЛАТА кліком за посиланням у листі, який відразу прийде до вас на вказану пошту (іноді - в папку « Спам » )!
Ми згадали поняття «кількість теплоти» та «теплова потужність», розглянули фундаментальні формули теплопередачі, розібрали практичний приклад. Сподіваюся, що моя мова була простою, зрозумілою та цікавою.
Чекаю на запитання та коментарі на статтю!
Прошу ПОШАЖУЮЧИХ труд автора скачати файл ПІСЛЯ ПЕРЕДПЛАТИ на новини статей.
За визначенням калорія – це кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання одного кубічного сантиметра води на 1 градус Цельсія. Гігакалорія, що застосовується для вимірювання теплової енергії у теплоенергетиці та комунальному господарстві, це мільярд калорій. В 1 метрі 100 сантиметрів, отже, в одному кубічному метрі - 100 х 100 х 100 = 1000000 сантиметрів. Таким чином, щоб нагріти куб води на
1 градус, потрібно мільйон калорій або 0,001 Гкал.
У моєму місті ціна опалення 1132,22руб/Гкал, а ціна гарячої води-71,65руб/куб.м., ціна холодної води 16,77руб/куб.м.
Скільки витрачається Гкал, щоб гріти 1 куб води?
Я думаю так
s х 1132,22 = 71,65 - 16,77 і таким чином вирішую рівняння, щоб дізнатися на що дорівнює s (Гкал), тобто дорівнює 0,0484711452 Гкал
Я щось сумніваюся, на мою думку, я неправильно вирішую
ВІДПОВІДЬ:
У вашому розрахунку помилок я не знаходжу.
Природно, у наведених тарифах має бути вартість стоків (водоотведение).
Орієнтовний розрахунок по м. Іжевську за старими нормами виглядає так:
0,19 Гкал на людину на місяць (цю норму зараз вже скасовано, але іншої немає, для прикладу підійде) / 3,6 куб.м. на особу на місяць (норма споживання гарячої води) = 0,05278 Гкал на 1 куб.м. (стільки потрібно тепла для нагрівання 1 куб.м. холодної води до нормативної температури гарячої води, яка, нагадаю, становить 60 град. С).
Для більш точного розрахунку кількості теплової енергії на підігрів води прямим методом виходячи з фізичних величин (а не зворотним шляхом виходячи із затверджених тарифів на ГВП) – рекомендую скористатися шаблоном для розрахунку тарифу на гарячу воду (РЕК УР). У формулі розрахунку, крім іншого, використовується температура холодної води в літній та зимовий (опалювальний) періоди, тривалість цих періодів.
Мітки: гігакалорія, гаряча вода
- Оплачуємо послуги ГВП, температура значно нижча за норматив. Що робити?
- Термін відключення ГВП, що триває встановлений Правилами, не є незаконним - рішення Верховного Суду РФ (2017)
- Ініціатива щодо встановлення більш справедливих тарифів та методики обліку витрати гарячої води
- Про порядок перерахунку розміру плати за опалення та ГВП при відключеннях - роз'яснення Росспоживнагляду по УР
- Про облік теплоносія у закритій системі теплопостачання - лист Мінбуду РФ від 31.03.2015 №9116-ОД/04
- УР - Про зменшення плати за опалення та ГВП - лист Міненерго УР від 17.08.2015 №11-10/5661
- Який нормативний термін перевірки загальнобудинкового приладу обліку опалення та ГВП?
- Брудна гаряча вода з-під крана. Куди звертатись?
- Чи може лічильник води у квартирі накрутити за весь під'їзд? Як платити? Показання за місяць - 42 кубометри
- Порядок ведення роздільного обліку витрат у сфері водопостачання та водовідведення – наказ Мінбуду РФ від 25.01.2014 р. №22/пр
- плата за воду та електроенергію у квартирі без проживання
- розрахунок тепла за ОДПУ по 1/12
- Електропостачання
- Величезні платежі за кімнату в гуртожитку (17.3 кв.м.)
| Коментарі: (11) | |
| Підказка: Поділіться посиланням в соцмережах, якщо хочете отримати більше відповідей/коментарів! | |
730. Чому для охолодження деяких механізмів використовують воду?
Вода має велику питому теплоємність, що сприяє хорошому відводу тепла від механізму.
731. У якому разі потрібно витратити більше енергії: для нагрівання на 1 °С одного літра води або для нагрівання на 1 °С ста грамів води?
Для нагрівання літра води, оскільки чим більша маса, тим більше потрібно витратити енергію.
732. Мельхіорову та срібну виделки однакової маси опустили у гарячу воду. Чи однакову кількість теплоти вони отримають води?
Мельхіорова вилка отримає більше теплоти, тому що питома теплоємність мельхіору більша, ніж срібла.
733. По шматку свинцю та по шматку чавуну однакової маси тричі вдарили кувалдою. Який шматок сильніше нагрівся?
Свинець нагріється сильніше, тому що його питома теплоємність менша, ніж чавуну, і для нагрівання свинцю потрібно менше енергії.
734. В одній колбі знаходиться вода, в іншій – гас тієї ж маси та температури. У кожну колбу кинули однаково нагрітому залізному кубику. Що нагріється до вищої температури – вода чи гас?
Гас.
735. Чому в містах на березі моря коливання температури взимку та влітку менш різкі, ніж у містах, розташованих у глибині материка?
Вода нагрівається і остигає повільніше, ніж повітря. Взимку вона остигає і рухає теплі маси повітря на сушу, роблячи клімат на березі теплішим.
736. Питома теплоємність алюмінію дорівнює 920 Дж/кг °З. Що це означає?
Це означає, що для нагрівання 1 кг алюмінію на 1 ° С необхідно витратити 920 Дж.
737. Алюмінієвий та мідний бруски однакової маси 1 кг охолоджують на 1 °С. Наскільки зміниться внутрішня енергія кожного бруска? Якого бруска вона зміниться більше і скільки?
738. Яка кількість теплоти необхідна для нагрівання кілограмової залізної заготовки на 45 °С?
739. Яку кількість теплоти потрібно, щоб нагріти 0,25 кг води з 30 до 50 °С?
740. Як зміниться внутрішня енергія двох літрів води під час нагрівання на 5 °С?
741. Яка кількість теплоти необхідна для нагрівання 5 г води від 20 до 30 °С?
742. Яка кількість теплоти необхідна для нагрівання алюмінієвої кульки масою 0,03 кг на 72 °С?
743. Розрахуйте кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання 15 кг міді на 80 °С.
744. Розрахуйте кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання 5 кг міді від 10 °С до 200 °С.
745. Яка кількість теплоти потрібна для нагрівання 0,2 кг води від 15 до 20 °С?
746. Вода масою 0,3 кг захолола на 20 °С. Наскільки зменшилась внутрішня енергія води?
747. Яка кількість теплоти потрібна, щоб 0,4 кг води при температурі 20 °С нагріти до температури 30 °С?
748. Яка кількість теплоти витрачена на нагрівання 2,5 кг води на 20 °С?
749. Яка кількість теплоти виділилася при охолодженні 250 г води від 90 до 40 °С?
750. Яка кількість теплоти буде потрібна для того, щоб 0,015 л води нагріти на 1 °С?
751. Розрахуйте кількість теплоти, яка потрібна, щоб нагріти ставок об'ємом 300 м3 на 10 °С?
752. Яку кількість теплоти потрібно повідомити 1 кг води, щоб підвищити її температуру від 30 до 40 °С?
753. Вода об'ємом 10 л охолола від температури 100 °С до температури 40 °С. Яка кількість теплоти виділилася у своїй?
754. Розрахуйте кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання 1 м3 піску на 60 °С.
755. Об'єм повітря 60 м3, питома теплоємність 1000 Дж/кг °С, щільність повітря 1,29 кг/м3. Яка кількість теплоти необхідна, щоб нагріти її на 22 °С?
756. Воду нагріли на 10 ° С, витративши 4,20 103 Дж теплоти. Визначте кількість води.
757. Воді масою 0,5 кг повідомили 20,95 кДж теплоти. Якою стала температура води, якщо початкова температура води становила 20 °С?
758. У мідну каструлю масою 2,5 кг налито 8 кг води за 10 °С. Яка кількість теплоти потрібна, щоб воду в каструлі нагріти до кипіння?
759. Літр води при температурі 15 °С налитий у мідний ковшок масою 300 г. Яку кількість теплоти необхідно, щоб нагріти воду в ковшику на 85 °С?
760. Шматок нагрітого граніту масою 3 кг поміщають у воду. Граніт передає воді 12,6 кдж теплоти, охолоджуючись на 10 °С. Яка питома теплоємність каменю?
761. До 5 кг води за 12 °С долили гарячу воду при 50 °С, отримавши суміш температурою 30 °С. Скільки води долили?
762. У 3 л води за 60 °С долили воду за 20 °С, отримавши воду за 40 °С. Скільки води долили?
763. Якою буде температура суміші, якщо змішати 600 г води при 80 °З 200 г води при 20 °С?
764. Літр води за 90 °С влили у воду за 10 °С, причому температура води стала 60 °С. Скільки було холодної води?
765. Визначте, скільки треба налити в посуд гарячої води, нагрітої до 60 °С, якщо в посудині вже знаходиться 20 л холодної води при температурі 15 °С; температура суміші має бути 40 °С.
766. Визначте, скільки теплоти потрібно для нагрівання 425 г води на 20 °С.
767. На скільки градусів нагріються 5 кг води, якщо вода отримає 167,2 кДж?
768. Скільки потрібно тепла, щоб m грам води при температурі t1, нагріти до температури t2?
769. У калориметр налито 2 кг води за температури 15 °С. До якої температури нагріється вода калориметра, якщо опустити в неї латунну гирю в 500 г, нагріту до 100 °С? Питома теплоємність латуні 0,37 кДж/(кг °З).
770. Є однакового обсягу шматки міді, олова та алюмінію. Який з цих шматків має найбільшу і яку найменшу теплоємність?
771. У калориметрі було налито 450 г води, температура якої 20 °С. Коли в цю воду занурили 200 г залізної тирси, нагрітої до 100 °С, температура води стала 24 °С. Визначте питому теплоємність тирси.
772. Мідний калориметр вагою 100 г містить 738 г води, температура якої 15 °С. У цей калориметр опустили 200 г міді за нормальної температури 100 °З, після чого температура калориметра піднялася до 17 °З. Яка питома теплоємність міді?
773. Сталеву кульку масою 10 г вийняти з печі і опущену у воду з температурою 10 °С. Температура води зросла до 25 °С. Якою була температура кульки в печі, якщо маса води 50 г? Питома теплоємність сталі 0,5 кДж/(кг °З).
776. Воду масою 0,95 г за температури 80 °З змішали з водою масою 0,15 г за температури 15 °С. Визначте температуру суміші. 779. Сталевий різець масою 2 кг був нагрітий до температури 800 °С і потім опущений у посудину, що містить 15 л води при температурі 10 °С. До якої температури нагріється вода у посудині?
(Вказівка. Для вирішення цього завдання необхідно скласти рівняння, в якому за невідоме прийняти температуру води, що шукається, у посудині після опускання різця.)
780. Якої температури вийде вода, якщо змішати 0,02 кг води за 15 °С, 0,03 кг води за 25 °С та 0,01 кг води за 60 °С?
781. Для опалення добре вентильованого класу потрібна кількість теплоти 4,19 МДж на годину. Вода надходить у радіатори опалення при 80 °С, а виходить із них при 72 °С. Скільки води потрібно подавати щогодини до радіаторів?
782. Свинець масою 0,1 кг при температурі 100 °З занурили в алюмінієвий калориметр масою 0,04 кг, що містить 0,24 кг води при температурі 15 °С. Після цього в калориметрі встановилася температура 16 °С. Яка питома теплоємність свинцю?
(або теплопередачі).
Питома теплоємність речовини.
Теплоємність- Це кількість теплоти, що поглинається тілом при нагріванні на 1 градус.
Теплоємність тіла позначається великою латинською літерою З.
Від чого залежить теплоємність тіла? Насамперед, від його маси . Ясно, що для нагрівання, наприклад, 1 кілограма води потрібно більше тепла, ніж для нагрівання 200 грамів.
А від роду речовини? Зробимо досвід. Візьмемо дві однакові судини і, наливши в одну з них воду масою 400 г, а в іншій — олію масою 400 г, почнемо їх нагрівати за допомогою однакових пальників. Спостерігаючи за показаннями термометрів, ми побачимо, що олія нагрівається швидке. Щоб нагріти воду та олію до однієї і тієї ж температури, воду слід нагрівати довше. Але чим довше ми нагріваємо воду, тим більше теплоти вона отримує від пальника.
Таким чином, для нагрівання однієї і тієї ж маси різних речовин до однакової температури потрібна різна кількість теплоти. Кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла і, отже, його теплоємність залежить від роду речовини, з якого складається це тіло.
Так, наприклад, щоб збільшити на 1 ° С температуру води масою 1 кг, потрібна кількість теплоти, що дорівнює 4200 Дж, а для нагрівання на 1 ° С такої ж маси соняшникової олії необхідна кількість теплоти, що дорівнює 1700 Дж.
Фізична величина, що показує, скільки теплоти потрібно для нагрівання 1 кг речовини на 1 ºС, називається питомою теплоємністюцієї речовини.
У кожної речовини своя питома теплоємність, яка позначається латинською літерою с і вимірюється в джоулях на кілограм-градус (Дж/(кг · ° С)).
Питома теплоємність однієї й тієї ж речовини в різних агрегатних станах (твердому, рідкому та газоподібному) різна. Наприклад, питома теплоємність води дорівнює 4200 Дж/(кг · ºС), а питома теплоємність льоду 2100 Дж/(кг · °С); алюміній у твердому стані має питому теплоємність, що дорівнює 920 Дж/(кг - °С), а в рідкому - 1080 Дж/(кг - °С).
Зауважимо, що вода має дуже велику питому теплоємність. Тому вода в морях та океанах, нагріваючись улітку, поглинає з повітря велику кількість тепла. Завдяки цьому в тих місцях, які розташовані поблизу великих водойм, літо не буває таким спекотним, як у місцях віддалених від води.
Розрахунок кількості теплоти, необхідної для нагрівання тіла або виділеного ним при охолодженні.
З вищевикладеного ясно, що кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла, залежить від роду речовини, з якого складається тіло (тобто його питомої теплоємності), і зажадав від маси тіла. Зрозуміло також, що кількість теплоти залежить від того, скільки градусів ми збираємося збільшити температуру тіла.
Отже, щоб визначити кількість теплоти, необхідну для нагрівання тіла або виділене ним при охолодженні, потрібно питому теплоємність тіла помножити на його масу і на різницю між кінцевою і початковою температурами:
Q = cm (t 2 - t 1 ) ,
де Q- кількість теплоти, c- Питома теплоємність, m- Маса тіла, t 1 - Початкова температура, t 2 - Кінцева температура.
При нагріванні тіла t 2 > t 1 і, отже, Q > 0 . При охолодженні тіла t 2і< t 1 і, отже, Q< 0 .
Якщо відома теплоємність всього тіла З, Qвизначається за формулою:
Q = C (t 2 - t 1 ) .
