Παράδειγμα μετατροπών στη θερμοδυναμική

Διαφορά μεταξύ θερμότητας και θερμοκρασίας: Η θερμότητα είναι η ενέργεια που περνά από το ένα σώμα στο άλλο, ενώ η θερμοκρασία είναι το μέτρο της κινητικής ενέργειας κάθε μορίου.
Θερμική ισορροπία: Είναι η στιγμή κατά την οποία δύο ή περισσότερα σώματα διαφορετικών θερμοκρασιών φτάνουν σε ισορροπία λόγω της μεταφοράς θερμικής ενέργειας από ένα από αυτά, έως ότου φτάσουν στην ίδια θερμοκρασία.
Απόλυτες θερμομετρικές κλίμακες
Απόλυτη θερμοκρασία: Είναι το μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας κάθε μορίου που μετράται σε βαθμούς Kelvin.
Κελσίου: Είναι η μέτρηση σε βαθμούς θερμοκρασίας με βάση το σημείο τήξης (0 ° C) και το σημείο βρασμού (100 ° C) νερού σε 1 ατμόσφαιρα.
Θερμόμετρο Φαρενάιτ: Είναι το μέτρο σε βαθμούς θερμοκρασίας που προτείνει (32 ° F) για το σημείο τήξης και (212 ° F) για το σημείο βρασμού του νερού σε 1 ατμόσφαιρα.
Κέλβιν: Βασίζεται στη χαμηλότερη θερμοκρασία που μπορεί να ληφθεί (απόλυτο μηδέν) και αντιστοιχεί σε - 273 ° C = 0 ° K και η κλίμακα του είναι Κελσίου.
Rankine: Βασίζεται στη χαμηλότερη θερμοκρασία που μπορεί να επιτευχθεί σε ένα σώμα (απόλυτο μηδέν), αλλά στην περίπτωση αυτή η κλίμακα θα είναι η ίδια με εκείνη των βαθμών Φαρενάιτ και αντιστοιχεί σε - 460 ° F = 0 ° R

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ:

Ένας ασθενής σε νοσοκομείο έχει φτάσει τη θερμοκρασία του σώματος στους 40 ° C, θέλετε να ξέρετε ότι η θερμοκρασία σε βαθμούς Φαρενάιτ, Ρανκίν και Κέλβιν.
Κατ 'αρχάς καθορίζεται η σχέση μεταξύ βαθμών Κελσίου και άλλων κλιμάκων.
° Κ = ° C + 273 = 40 + 273 = 313 ° Κ
° F = 9/5 (° K -273) + 32 = 9/5 (313 -273) + 32 = 104 ° F
° R = ° F + 460 = 104 + 460 = 564 ° R
Ζεστό: Είναι η ενέργεια που περνά από το ένα σώμα στο άλλο όταν έχει διαφορετική θερμοκρασία. Η θερμότητα είναι αιτία και η θερμοκρασία είναι αποτέλεσμα. Οι μονάδες του είναι:
Θερμίδα: Απαιτείται ποσότητα θερμότητας για την αύξηση της θερμοκρασίας 1 ° C ενός γραμμαρίου νερού.
Χιλιοθερμίδα: Απαιτείται θερμότητα για την αύξηση της θερμοκρασίας 1 ° C ενός κιλού νερού.
B.T.U: Ποσότητα θερμότητας για την αύξηση της θερμοκρασίας 1 ° F μιας λίβρας νερού.
Μονάδα ενέργειας ή έργου: Γνωστό ως το μηχανικό ισοδύναμο της θερμότητας και ισούται με: 1 cal = 4,18 J
Ειδική θερμοχωρητικότητα: Είναι η ποσότητα θερμότητας που υποστηρίζει ή μπορεί να εκπέμψει ένα σώμα.
Ειδική θερμότητα: Είναι η απαραίτητη θερμότητα που εφαρμόζεται στη μονάδα μάζας για να αυξηθεί η θερμοκρασία της κατά 1 ° C.
Λανθάνουσα θερμότητα: Είναι η θερμότητα που πρέπει να παρέχεται στα κιλά μιας ουσίας στη θερμοκρασία μετασχηματισμού, για να αλλάξει την κατάστασή της.
Q = θερμ
m = kg
ντο_μεγάλο = kcal / kg
ντο_μεγάλο= Q / m

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ:

Υπολογίστε τη λανθάνουσα θερμότητα ενός σώματος μάζας 2,3 kg που παράγει μια δύναμη 245 N σε απόσταση 12 m.
Κατ 'αρχάς καθορίστε την εργασία που γίνεται.

W = Fd = (245 N) (12 m) = 2490 J
Μόλις το έργο επιτευχθεί στο Joules, μετατρέπονται σε θερμίδες με την ακόλουθη σχέση:

1 cal - 4,81 J
x cal - 2490 J

x cal = (1 cal) (2490 J) / 4,81 J = 517,64 cal

Τέλος, το αποτέλεσμα της θερμότητας αντικαθίσταται στην λανθάνουσα εξίσωση θερμότητας:

ντο_μεγάλο= Q / m = 517,67 cal / 2,3 kg = 225,03 cal / kg

Θερμότητα σύντηξης: Είναι η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την τήξη της μοναδιαίας μάζας μιας στερεάς ουσίας. Αυτή η ίδια ποσότητα θερμότητας πρέπει να εκπέμπεται όταν η ουσία στερεοποιείται.
Θερμότητα εξάτμισης: Είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τον διαχωρισμό των μορίων που περιέχονται σε μια μονάδα μάζας και την αλλαγή της ουσίας από την υγρή φάση σε φάση ατμού.