Предыдущая статья Следующая статья
Основные тепловые величины
Температура — мера теплового состояния или степени нагретости тела. Тепловое состояние тела характеризуется скоростью движения его молекул или средней внутренней кинетической энергией тела. Чем выше температура тела, тем больше скорость движения молекул. Температура тела увеличивается или уменьшается в зависимости от того, получает или отдает это тело тепло. Тела, имеющие одинаковую температуру, находятся в тепловом равновесии, т. е. теплообмена между ними нет.
Единицей измерения температуры является градус. Для измерения температуры применяют две шкалы: стоградусную и термодинамическую или абсолютную (Кельвина). Стоградусная шкала имеет две постоянные точки: таяния льда, которая принята за 0 °С, и кипения воды при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.), которая принята за 100 °С. Интервал между этими точками разделен на 100 частей, каждая из которых равна 1 °С. Температуру выше 0 °С обозначают знаком плюс (в тексте обычно не указывают), ниже 0 °С — знаком минус.
В принятой СИ шкале Кельвина началом отсчета является температура абсолютного нуля. Абсолютный нуль характеризуется полным прекращением движения молекул и соответствует температуре, лежащей ниже 0°С на 273,16°С (округленно 273). Единица термодинамической температуры - кельвин (К).
Температуру в стоградусной шкале обозначают t, а в абсолютной T. Эти температуры связаны между собой соотношением T= t + 273.
Теплота (количество теплоты) - характеристика процесса теплообмена, определяемая количеством энергии, которое получает (отдает) тело в процессе теплообмена. В СИ теплота измеряется в джоулях (Дж). До настоящего времени пользуются внесистемной единицей - калорией, которая соответствует 4,187 Дж. На практике с некоторым допущением за калорию принимают количество теплоты, необходимое для нагревания 1 г воды на 1°С при атмосферном давлении.
Превращение теплоты в работу и работы в теплоту происходит в одном и том же строго постоянном соотношении, соответствующем тепловому эквиваленту, работы А или механическому эквиваленту тепла Е = 1/A. Значения этих эквивалентов (округленно): А = 1/427 ккал/(кгс·м); E= 427 кгс·м/ккал.
Удельная теплоемкость — количество теплоты, которое нужно сообщить 1 кг или 1 м3 вещества, чтобы повысить его температуру на 1 °С. Для газов и паров различают удельную теплоемкость при постоянном давлении cv н удельную теплоемкость при постоянном объеме су. В зависимости от того, что принимают за единицу вещества, различают теплоемкость: массовую, ккал/(кг·°С); мольную, ккал/(кмоль·°С); объемную, ккал/(м3·°С). Удельную массовую теплоемкость воды, с достаточной для практических расчетов точностью, принимают равной 1 ккал/(кг·°С).
Удельная теплоемкость перегретого водяного пара зависит от температуры и давления, при которых происходит нагрев, а смеси неконденсирующихся газов, кроме того, и от ее состава. При 100 °С объемная удельная теплоемкость составляет, ккал/(м3·°С): водяного пара 0,36; воздуха 0,31; диоксида углерода (углекислого газа) 0,41.
Количество теплоты Q, которое необходимо сообщить телу (например, нагреваемой в котле воде) для повышения его температуры от t1 до t2, равно произведению массы тела m, его удельной теплоемкости c, разности конечной t2 и начальной t1 температуры тела:
Q= mc (t2 - t1).
Энтальпия — параметр состояния рабочего тела (воды, газа или : пара), характеризующий сумму его внутренней энергии и потенциальной энергии давления (произведения давления на объем). Изменение энтальпии определяется начальным и конечным состоянием рабочего тела.
Температура кипения — температура, при которой вещество переходит из жидкого состояния в парообразное (газообразное) не только с поверхности (как при испарении), а по всему объему.
Удельная скрытая теплота парообразования — теплота, необходимая для превращения 1 кг жидкости, предварительно нагретой до температуры кипения, в сухой насыщенный пар.
Скрытая теплота конденсации — теплота, выделяющаяся при конденсации пара. По значению она равна скрытой теплоте парообразования.
Источник: santechnik.org.ua
