Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.
| Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия Следующая версия | Предыдущая версия | ||
|
subjects:physics:теплообмен [2013/07/27 11:16] ¶ |
subjects:physics:теплообмен [2017/09/14 20:13] (текущий) ¶ |
||
|---|---|---|---|
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| - | <box right 30%|[[start]]> | + | <box|[[start]]> |
| * **[[Молекулярная физика]]** | * **[[Молекулярная физика]]** | ||
| * **Теплообмен** | * **Теплообмен** | ||
| + | * [[Тепловые машины]] | ||
| * [[Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)]] | * [[Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)]] | ||
| * [[Уравнения Менделеева-Клаперона]] | * [[Уравнения Менделеева-Клаперона]] | ||
| + | * [[Насыщенные и ненасыщенные пары]] | ||
| * [[Изотерма. Изобара. Изохора]] | * [[Изотерма. Изобара. Изохора]] | ||
| * [[I закон термодинамики]] | * [[I закон термодинамики]] | ||
| * [[Смешанные задачи]] | * [[Смешанные задачи]] | ||
| + | * [[Молекулярная физика в опытах]] | ||
| </box> | </box> | ||
| ====== Теплообмен ====== | ====== Теплообмен ====== | ||
| - | Первый закон термодинамики: | ||
| - | |||
| - | который изучает связь тепловых явлений с другими явлениями: механическими, электрическими, химическими и др. | ||
| - | | ||
| - | Внутренняя энергия тела сумма кинетической энергии хаотического теплового движения частиц (атомов или молекул) тела и потенциальной энергии их взаимодействия. | ||
| - | |||
| - | Внутренняя энергия одноатомного идеального газа | ||
| - | $$ U=\frac{3}{2}\frac{m}{M}RT=\frac{3}{2}pV $$ | ||
| - | Внутренняя энергия замкнутой теплоизолированной системы сохраняется. | ||
| - | |||
| Изменение внутренней энергии возможно в результате теплообмена,а также при совершении работы. | Изменение внутренней энергии возможно в результате теплообмена,а также при совершении работы. | ||
| **Теплообмен** - процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы. | **Теплообмен** - процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы. | ||
| - | **Количество теплоты** -- энергия, получаемая или отдаваемая телом в | + | **Количество теплоты** - Q - энергия, получаемая или отдаваемая телом в |
| процессе теплообмена. | процессе теплообмена. | ||
| Строка 31: | Строка 24: | ||
| При расширении газа $ \Delta V> 0 $, при его $ \Delta V< 0 $ | При расширении газа $ \Delta V> 0 $, при его $ \Delta V< 0 $ | ||
| - | **''Первый закон термодинамики:'' количество теплоты, подведённое к системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами**: | + | **''Первый закон термодинамики:'' количество теплоты, подведенное к системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами**: |
| $$ Q=\Delta U+A $$ | $$ Q=\Delta U+A $$ | ||
| - | | + | |
| - | Первый закон термодинамики: | + | Из первого закона термодинамики - в не изолированной термодинамической системе изменение внутренней энергии $ \Delta U $ равно сумме количеств теплоты $ Q $ , переданного системе,и работы A внешних сил: |
| - | - при изохорном процессе $$ Q=\Delta U $$ | + | |
| - | - при изотермическом процессе: $$ Q=A $$ | + | $$ Q=\Delta U=A $$ |
| - | - при изобарном процессе: $$ Q=\Delta U +p\Delta V $$ | + | |
| + | **Если процесс теплообмена не сопровождается работой** ($ A=0 $) , то количество теплоты ($ Q=\Delta U $) пропорционально изменению температуры $ \Delta T $ : | ||
| + | $$ Q=cm\Delta T $$ | ||
| + | |||
| + | m -масса тела, | ||
| + | |||
| + | c - удельная теплоемкость вещества. | ||
| + | |||
| + | Количество теплоты Q , необходимое для испарения жидкости при постоянной температуре,пропорционально массе жидкости m, превратившийся в пар: | ||
| + | $$ Q=rm $$ | ||
| + | |||
| + | r - удельная теплота парообразования | ||
| + | |||
| + | **При конденсации:** | ||
| + | $$ Q=-rm $$ | ||
| + | |||
| + | **При плавлении:** | ||
| + | |||
| + | Количество теплоты $ Q{пл} $, необходимое для плавления кристаллического льда при постоянной температуре,пропорционально расплавленной массе тела: | ||
| + | $$ Q{пл}=\lambda m $$ | ||
| + | |||
| + | $ \lambda $ - удельная теплота плавления | ||
| + | |||
| + | **При кристаллизации:** | ||
| + | $$ Q{кр}=-\lambda m $$ | ||
| **Тепловой двигатель** - устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. | **Тепловой двигатель** - устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. | ||
| Строка 47: | Строка 65: | ||
| **Коэффициент полезного действия теплового двигателя** - отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. | **Коэффициент полезного действия теплового двигателя** - отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. | ||
| - | $$ \eta =\frac{A}{Q_{1}} $$ | ||
| - | КПД теплового двигателя всегда | ||
| - | меньше единицы | ||
| - | Использование тепловых двигателей неблагоприятно влияет на окружающую среду. | + | $$ \eta =\frac{A^{*}}{Q_{1}}=\frac{Q_{1}-Q_{2}}{T_{1}} $$ |
| - | ===== Теплообмен. Задача 1 ===== | + | $ A^{*} $ -работа газа в цикле, |
| - | <box 570px> | + | $ Q_{1} $ -количество теплоты , отдаваемое холодильнику. |
| - | {{ :subjects:physics:var_05-a10_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 1}} | + | |
| - | </box|Теплообмен. Задача 1> | + | |
| + | Максимальное значение КПД тепловой машины : | ||
| + | $$ \eta _{max}=\frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}} $$ | ||
| - | ===== Теплообмен. Задача 2 ===== | + | $ T_{1} $ -температура нагревателя, |
| - | <box 570px> | + | $ T_{2} $ -температура холодильника. |
| - | {{ :subjects:physics:var_06-a10_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 2}} | + | |
| - | </box|Теплообмен. Задача 2> | + | |
| + | **КПД теплового двигателя всегда меньше единицы** | ||
| - | ===== Теплообмен. Задача 3 ===== | + | Использование тепловых двигателей неблагоприятно влияет на окружающую среду. |
| - | <box 570px> | + | |
| - | {{ :subjects:physics:var_07-a08_zadacha_i_reshenie.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 3}} | + | |
| - | </box|Теплообмен. Задача 3> | + | |
| + | **Тепловое расширение тел:** | ||
| + | $$ l=l_{0}\left ( 1+\alpha \Delta T \right ) $$ | ||
| - | ===== Теплообмен. Задача 4 ===== | + | $$ V=V_{0}\left ( 1+\beta \Delta T \right ) $$ |
| - | <box 570px> | + | |
| - | {{ :subjects:physics:var_1_ch3_zadacha_25_reshenie_.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 4}} | + | |
| - | </box|Теплообмен. Задача 4> | + | |
| + | $ l_{0} $ и $ V_{0} $ - длина и объем тела про температуре тела | ||
| + | $$ T_{0}=273K $$ | ||
| + | д и V -длина и объем тела при температуре | ||
| + | $$ T=T_{0}+\Delta T $$ | ||
| + | $ \alpha $ - температурный коэффициент длины | ||
| + | $ \beta $ - температурный коэффициент объема. | ||
| + | |||
| + | ===== Задачи и опыты ===== | ||
| + | ==== Видео-задачи ===== | ||
| + | ++++Теплообмен. Задача 1|{{ youtube>WO0svs5FxSk?medium |Теплообмен. Задача 1}}++++ | ||
| + | ==== Задачи ==== | ||
| + | ++++Теплообмен. Задача 1.1|<box 570px> | ||
| + | {{ :subjects:physics:var_05-a10_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 1.1}} | ||
| + | </box|Теплообмен. Задача 1.1>++++ | ||
| + | ++++Теплообмен. Задача 2|<box 570px> | ||
| + | {{ :subjects:physics:var_06-a10_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 2}} | ||
| + | </box|Теплообмен. Задача 2>++++ | ||
| + | ++++Теплообмен. Задача 3|<box 570px> | ||
| + | {{ :subjects:physics:var_07-a08_zadacha_i_reshenie.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 3}} | ||
| + | </box|Теплообмен. Задача 3>++++ | ||
| + | ++++Теплообмен. Задача 4|<box 570px> | ||
| + | {{ :subjects:physics:var_1_ch3_zadacha_25_reshenie_.png?direct&550 |Теплообмен. Задача 4}} | ||
| + | </box|Теплообмен. Задача 4>++++ | ||
| + | ==== Опыты ==== | ||
| + | ++++Тепловой взрыв|{{youtube>Foj_NG2wk8c?7}}++++ | ||
| + | === Опыты с жидким азотом === | ||
| + | ++++★ Опыты с жидким азотом ★|{{youtube>NZw7gOKBHTU?7}}++++ | ||
| + | ++++Перегретая жидкость|{{youtube>2dVJV_QC5pc?7}}++++ | ||
| + | ++++Свинцовый колокольчик|{{youtube>YODvAljHQHs?7}}++++ | ||
| + | ++++Хрупкая резина|{{youtube>qJlOLs3U5NU?7}}++++ | ||
| + | ++++Металл в жидком азоте|{{youtube>kjhNxoMrN7c?7}}++++ | ||
| + | ++++Туман и жидкий азот|{{youtube>Y6XtmXwF1cM?7}}++++ | ||
| ===== Рекомендуем ===== | ===== Рекомендуем ===== | ||
| Строка 83: | Строка 125: | ||
| ---- | ---- | ||
| - | |[[Молекулярная физика|← ]][[Молекулярная физика]]^[[subjects:physics:]]|[[Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)]][[Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)| →]]| | + | |[[Молекулярная физика|← ]][[Молекулярная физика]]^[[subjects:physics:]]|[[Тепловые машины]][[Тепловые машины| →]]| |
Записаться на занятия к репетитору