De hitte - het is ... Wat is de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de verbranding?

Alle stoffen hebben een interne energie. Deze waarde wordt gekenmerkt door een aantal fysische en chemische eigenschappen, waaronder speciale aandacht moet worden besteed aan de hitte. Deze waarde is een abstracte wiskundige waarde die de kracht van moleculaire interactie stof beschreven. Inzicht in warmte-uitwisseling mechanisme kan helpen om de vraag, wat beantwoorden hoeveelheid warmte die vrijkomt tijdens het koelen en verwarmen stoffen en de verbranding.

De geschiedenis van de ontdekking van warmte

Aanvankelijk warmteoverdracht beschreven verschijnsel is zeer eenvoudig en duidelijk: als de temperatuur van het materiaal stijgt, het wordt de warmte en bij koelen is toegewezen aan het milieu. Echter, de hitte - het is niet beschouwd als een onderdeel van de vloeistof of het lichaam werd drie eeuwen geleden dachten. Mensen naïef geloofde dat de stof bestaat uit twee delen: de moleculen en warmte. Nu herinner me weinig dat de term "temperatuur" betekent in het Latijn een "mengsel", en, bijvoorbeeld, een bronzen gesproken als "tin en koper temperatuur".

In de 17e eeuw waren er twee hypotheses die duidelijk het fenomeen van warmte en warmte-overdracht zou kunnen verklaren. Voor het eerst voorgesteld in 1613, Galileo. De formulering ervan was: "De hitte - het is een ongebruikelijke stof die kan doordringen in een van het lichaam en van hen." Galileo noemde deze stof calorie. Hij betoogde dat calorische niet kan verdwijnen of vernietigd worden, en alleen in staat om van het ene lichaam naar het andere. Dienovereenkomstig, hoe calorische inhoud, hoe hoger de temperatuur.

De tweede hypothese kwam in 1620, en bood het aan de filosoof Bacon. Hij merkte op dat onder de krachtige slagen van de hamer het strijkijzer warmt. Dit principe bediend en het aanwakkeren van het vuur door wrijving, leidde Bacon om na te denken over de moleculaire aard van de warmte. Hij stelde dat de mechanische werking op het lichaam van de moleculen begint tegen elkaar te slaan, om de bewegingssnelheid verhogen en zo de temperatuur te verhogen.

Het resultaat was de sluiting van de tweede hypothese dat verwarmen - het resultaat van mechanische werking moleculaire stoffen met elkaar. Deze theorie voor een lange periode van tijd proberen te rechtvaardigen en te bewijzen dat de Lomonosov experimenteel.

De hitte - het is een maat voor de interne energiemarkt,

Moderne geleerden hebben tot de volgende conclusie gekomen: de thermische energie is het resultaat van de interactie tussen de moleculen van de materie, dat wil zeggen .. De interne energie van het lichaam. Deeltjessnelheid afhankelijk van de temperatuur en de calorische waarde is recht evenredig met de massa van de stof. Bijvoorbeeld een emmer water een hogere warmte-energie dan de gevulde beker. Maar schotel met hete vloeistof kan minder warmte dan de koude bekken hebben.

Calorie-theorie, die in de 17e eeuw werd voorgesteld, Galileo, wetenschappers hebben J. Joel en B. Rumford weerlegd. Zij bewezen dat de warmte enig gewicht heeft en uitsluitend gekenmerkt door mechanische beweging van de moleculen.

Wat is de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de verbranding van de stof? Specifieke warmte van de verbranding

Tot op heden, veelzijdige en meest gebruikte energiebronnen zijn turf, olie, steenkool, aardgas of hout. De verbranding van deze stoffen krijgt een bepaalde hoeveelheid warmte wordt gebruikt voor verwarming, start mechanismen en dergelijke. D. Hoe kan deze waarde in de praktijk te berekenen?

Voor dit concept wordt geïntroduceerd verbranding soortelijke warmte. Dit is afhankelijk van de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de verbranding van 1 kg van een bepaalde stof. Het wordt door de letter Q aangeduide en uitgedrukt in J / kg. Hieronder is een tabel met waarden van q een aantal van de meest voorkomende vormen van brandstof.

Ingenieur van de bouw en de berekening motoren nodig om de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de verbranding van een bepaalde hoeveelheid van een stof te leren kennen. Hiervoor kunnen we indirecte metingen gebruiken door de formule Q = qm, waarin Q - is de calorische waarde van de stof, q - specifieke verbrandingswarmte (tabelwaarde) en m - een bepaalde massa.

warmteontwikkeling tijdens verbranding is gebaseerd op het fenomeen energieafgifte bij de vorming van chemische bindingen. Het eenvoudigste voorbeeld is de verbranding van koolstof die is opgenomen in een van de verschillende types moderne brandstoffen. Kool wordt verbrand in aanwezigheid van lucht en met zuurstof om kooldioxide te vormen. De vorming van chemische bindingen optreedt onder afgifte van warmte-energie in het milieu, en de energie van de persoon aangepast voor eigen doeleinden.

Helaas kan de ondoordachte kosten van waardevolle hulpbronnen zoals olie of turf, al snel leiden tot de uitputting van de bronnen van de productie van deze brandstoffen. Nu reeds zijn er elektrische apparaten en zelfs nieuwe automodellen, die gebaseerd zijn op alternatieve energiebronnen, zoals zonlicht, water of energie van de aardkorst.

warmteoverdracht

De mogelijkheid om thermische energie in het lichaam of van een lichaam te wisselen naar de andere wordt de warmteoverdracht. Dit fenomeen treedt spontaan en treedt alleen op wanneer temperatuurverschillen. In het eenvoudigste geval wordt de thermische energie overgebracht vanuit een sterker verwarmd naar een minder verwarmd lichaam totdat totdat evenwicht instelt.

Body eventueel extern zijn de warmteoverdracht verschijnsel optrad. In elk geval kan de instelling van evenwicht waargenomen en op korte afstand tussen deze voorwerpen, maar langzamer dan wanneer ze in contact komen.

Warmteoverdracht kan worden onderverdeeld in drie soorten:

1. Thermische geleidbaarheid.

2. convectie.

3. De stralingsuitwisseling.

warmtegeleidingsvermogen

Dit verschijnsel is gebaseerd op de overdracht van thermische energie tussen de atomen of moleculen van materie. Oorzaak van de transmissie - willekeurige beweging van moleculen en hun constante botsing. Waarbij warmte wordt overgedragen van het ene naar het andere molecuul keten.

Kijken warmtegeleiding fenomeen kan ontsteking van elke ijzermateriaal wanneer het erytheem zich uitstrekt vloeiend en geleidelijk verzwakt (een zekere hoeveelheid warmte in het milieu).

J. Fourier afgeleid een formule voor warmteflux, waarbij alle hoeveelheden die de mate van warmtegeleiding materiaal verzameld (zie. Figuur hieronder).

In deze formule Q / t - warmteflux, λ - warmtegeleidingscoëfficient, S - dwarsdoorsnede, T / X - de verhouding van het temperatuurverschil tussen het lichaam gelegen einde op afstand.

Warmtegeleidbaarheid de getabelleerde waarde. Het heeft praktische waarde voor de isolatie van een huis of een isolatie-apparatuur.

stralingswarmte

Een andere manier om warmte, die is gebaseerd op het verschijnsel van elektromagnetische straling. Deze verschilt van de convectie en warmtegeleiding is dat energieoverdracht kan voorkomen in de vacuümruimte. Zoals in het eerste geval moet er een temperatuurverschil is.

Stralingsuitwisseling - is een voorbeeld van het overbrengen van warmte-energie van de zon op het aardoppervlak, dat verantwoordelijk is voor bij voorkeur infrarode straling. Om te bepalen hoeveel warmte het aardoppervlak bereikt, werden ze gebouwd tal van stations die de verandering van de indicator te controleren.

convectie

Convectie luchtstroom bewegen is direct gerelateerd aan de warmteoverdracht fenomeen. Het maakt niet uit hoeveel warmte we melding gemaakt van een vloeistof of gas, opgeloste moleculen beginnen om sneller te bewegen. Hierdoor wordt de druk van het gehele systeem verlaagd en de hoeveelheid daarentegen toeneemt. Dit is de reden waarom de beweging van warme lucht of ander gas omhoog stroomt.

Het eenvoudigste voorbeeld van het gebruik van het fenomeen van convectie in de woning ruimteverwarming kan worden opgeroepen via batterijen. Het zich op de bodem van de kamer niet net zo, en de lucht die zou stijgen, waardoor de circulatiestroom door de ruimte te verwarmen.

Hoe kun je de hoeveelheid warmte te meten?

De warmte van de verwarming of koeling wordt berekend mathematisch met behulp van een speciaal apparaat - calorimeter. Installeren isotherm vertegenwoordigd door een grote bekers met water. een thermometer voor het meten van de initiële temperatuur van het medium wordt neergelaten in de vloeistof. Vervolgens ondergedompeld in water verwarmd lichaam naar de vloeistoftemperatuur veranderen na de instelling van het evenwicht te berekenen.

Door het verhogen of verlagen van het medium t wordt bepaald, de hoeveelheid warmte voor het verwarmen van het lichaam te besteden. De calorimeter is een eenvoudig apparaat dat de temperatuurverandering kan registreren.

Ook het gebruik van een caloriemeter kan berekenen hoeveel van de warmte die vrijkomt bij de verbranding van materialen. Voor dit doel, een vat gevuld met water, geplaatst "de bom." Deze "bom" is een gesloten vat waarin de te onderzoeken stof zich bevindt. Dit gesommeerde speciale elektroden voor de ontsteking en de kamer wordt gevuld met zuurstof. Na volledige verbranding onderhoudende vastgelegde wijziging watertemperatuur.

Tijdens deze gevestigde experimenten die de warmtebronnen zijn chemische en nucleaire reacties. Nucleaire reacties plaatsvinden in de diepere lagen van de aarde, de vorming van de belangrijkste warmtetoevoer van de hele planeet. Ze worden ook gebruikt door de mens om energie te produceren tijdens de fusie.

Voorbeelden van chemische reacties brandende stoffen en ontleding van polymeren monomeren in het menselijke spijsverteringsstelsel. De kwaliteit en kwantiteit van de chemische bindingen in het molecuul bepaalt hoeveel warmte zal opvallen in het einde.

Wat wordt gemeten door de hitte?

De eenheid van de warmte meting in de SI is de joule (J). Ook worden niet-SI-eenheden gebruikt in het dagelijks leven - calorie. 1 calorie gelijk aan 4,1868 J en de internationale standaard gebaseerd op 4184 J. thermochemie. Eerder ontmoette British thermal unit BTU, die zelden gebruikt is door wetenschappers. 1 = 1.055 BTU J.