Ιδιότητες των υλικών. ειδική θερμότητα

Η μελέτη των θερμικών φαινομένων απαιτούσε την εισαγωγή της έννοιας της φυσικοί ειδικής θερμότητας. Παρά άστατος και εξαρτάται από πολλούς παράγοντες του, η τιμή αυτή σας επιτρέπει να διευκολύνει τους υπολογισμούς, όχι μόνο κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, αλλά και στις πρακτικές δραστηριότητες παραγωγής.

Η φυσική σημασία της ειδικής θερμότητας, η οποία σε μονάδες SI μετράται σε τζάουλ ανά χιλιόγραμμα-Kelvin, είναι το ποσό της θερμότητας (θερμική ενέργεια) που απαιτείται για τη στάθμιση ουσίας σε ένα χιλιόγραμμο άλλαξε τη θερμοκρασία του κατά ένα Kelvin (μοίρες).

Το μέγεθος της ειδικής θερμότητας επηρεάζεται από την πραγματική θερμοκρασία της ουσίας. Νερό θερμαίνεται στους 20 ° C και 60 ° C, έχει διαφορετικές τιμές που χαρακτηρίζουν ένα δεδομένο δείκτη. Για βασικές ουσίες σε αυτά υπολογίστηκε από πειραματικές μελέτες ειδική θερμότητα. Ο τύπος έχει προέλθει για τον προσδιορισμό της εξάρτησης μεταξύ πολλών τιμών. Μαθηματική έκφραση συνδυάζει πολλαπλές φυσικές ποσότητες. Η πρώτη είναι η ειδική θερμότητα ίδια χωρητικότητα, η οποία για λόγους απλότητας λαμβάνεται για συνεχή μελέτη σε πρότυπες συνθήκες. Μερικές φορές υπολογίζεται για τις επιμέρους συνθήκες, για παράδειγμα, για υδρατμούς (νερό που θερμαίνεται σε μία θερμοκρασία των 373 Kelvin ή 100 ° C). Αυτό ακολουθείται από μια τιμή που υποδεικνύει την ποσότητα της θερμότητας που λαμβάνεται (εκκαθάριση) ουσία υπό θέρμανση (ψύξη), η μάζα της θερμασμένης (ψύξη) της ουσίας, την διαφορά θερμοκρασίας πριν και μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας.

Ειδική θερμότητα μεγάλη σημασία στην επιλογή ενός συγκεκριμένου ουσίας ως οικοδομικό υλικό για χρήση σε διάφορα συστήματα ψύξης ή θέρμανσης. Από καιρό έχει παρατηρηθεί ότι τα υλικά που έχουν την ίδια μάζα, χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση του διαφορετική ποσότητα της θερμικής ενέργειας. επικαλύψεις αλουμινίου, για παράδειγμα για να ληφθεί ομοιόμορφη παροχή θερμότητας από τη φυσική ηλιακή ακτινοβολία, και θα ζεσταθεί πιο έντονα από τις ίδιες δομές που κατασκευάζονται από ξύλο ή συμβατικού σοβά.

Λαμβάνοντας υπόψη το σκυρόδεμα με την ειδική θερμότητα του 1000 J / kg-K, μπορεί κανείς να συμπεράνει ότι η θερμότητα του ενός kg υλικού ανά kelvin απαιτούν ενέργεια του 1000 J. Wood για να ληφθεί το ίδιο αποτέλεσμα χρησιμοποιώντας δύο φορές περισσότερη θερμότητα από την ίδια μάζα του σκυροδέματος αερίου . Αυτό δεν επηρεάζει μόνο την άνεση μικροκλιματικές των χώρων, αλλά και για τα διάφορα ποσοστά σχέδια επιμήκυνσης της θερμοκρασίας.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον από την άποψη των διαδικασιών ανταλλαγής θερμότητας είναι συνηθισμένο νερό. Στο παράδειγμα της μπορεί να αποδοθεί με σαφήνεια, ότι η ένδειξη «ειδική θερμοχωρητικότητα» κάθε ουσία έχει μεγάλη επιρροή του φυσική κατάσταση. Συνεχίζοντας το παράδειγμα του νερού, αποκάλυψε μια ενδιαφέρουσα πορεία. Στους 0 ° C σε υγρή κατάσταση έχει μια ειδική θερμότητα του 4,218, και η θερμοκρασία ανέρχεται στους 40 ° C ήδη 4,178 kJ / (kg * K). Αλλά για τη θερμοκρασία πάγου σκαλί 0 ° C θερμοχωρητικότητα πέφτει στο επίπεδο των 2,11 kJ / (kg * K).

Το νερό είναι ένα υγρό με την υψηλότερη ειδική θερμότητα. Για το επόμενο άλμα σε ένα βαθμό ή δίνει απορροφά ένα μεγάλο όγκο θερμότητας από οποιαδήποτε άλλη ουσία. Αυτό το νερό χρησιμοποιείται όταν είναι αναγκαίο να προβλεφθεί τεχνητή θερμότητα.

Για λόγους ευκολίας, ένας πίνακας των υπολογισμών εκτός των ειδικών γραφήματα απόδοσης θερμότητας υπολογίζεται με ένα χιλιόγραμμο βάρους, έχει μια πρόσθετη στήλη με τις εκφράσεις που δίνονται χαρακτηριστικές ανά λίτρο (ή dm3) ουσία. Χρησιμοποιώντας τον πίνακα δεδομένων, οι μηχανικοί και οι σχεδιαστές κάνουν την επιλογή των πλέον κατάλληλων υλικών για την υλοποίηση των σχεδίων και των ιδεών τους. Με την έλευση των νέων υλικών με μοναδικές ιδιότητες επεκταθεί σημαντικά φάσμα επιλογών, αλλά ακόμα και μια απλή και προσιτή υλικά είναι μερικές φορές σε θέση να τους ανταγωνιστούν.