L'énergie interne du système thermodynamique peut être modifiée de deux manières:

1. fabrication travail du système,
2. avec interaction thermique.

Le transfert de chaleur du corps n'est pas associé à des corps macroscopiques. DANS ce cas Le changement de l'énergie interne est causé par le fait que les molécules de corps individuelles avec une température plus grande permettent de travailler sur certaines molécules de corps, ce qui a une température plus basse. Dans ce cas, l'interaction thermique est mise en œuvre en raison de la conductivité thermique. La transmission d'énergie est également possible avec le rayonnement. Le système de processus microscopiques (liés à l'ensemble du corps et aux molécules individuelles) est appelé transfert de chaleur. La quantité d'énergie transmise d'un corps à un autre à la suite du transfert de chaleur est déterminée par la quantité de chaleur fabriquée à partir d'un corps à un autre.

Définition

Chaleur Ils appellent de l'énergie qui est (ou donnée) au corps dans le processus d'échange de chaleur avec les corps environnants (moyenne). La chaleur est indiquée, généralement une lettre Q.

C'est l'une des valeurs principales de la thermodynamique. La chaleur est incluse dans les expressions mathématiques du premier et deuxième principe de thermodynamique. On dit que la chaleur est de l'énergie sous la forme d'un mouvement moléculaire.

La chaleur peut être communiquée au système (corps) et peut être fermée de celle-ci. On pense que si la chaleur est signalée au système, elle est positive.

La formule pour calculer la chaleur lors du changement de la température

La quantité élémentaire de chaleur est notée comme. Nous notons que l'élément thermique qui reçoit (donne) le système à un petit changement de son état n'est pas un différentiel complet. La raison en est que la chaleur est la fonction du processus de modification de l'état du système.

La quantité élémentaire de chaleur, qui est rapportée au système et la température change de TDO T + DT, est la suivante:

où c est la capacité de chaleur thermique. Si le corps à l'étude est homogène, la formule (1) pour la quantité de chaleur peut être représentée comme suit:

où - la capacité de chaleur spécifique du corps, M - poids corporel, - capacité de chaleur molaire, - molaire masse de substances- le nombre de taupes de la substance.

Si le corps est uniforme et que la capacité thermique est considérée comme indépendante de la température, la quantité de chaleur (), qui reçoit le corps avec une augmentation de sa température par ampleur, peut être calculée comme suit:

où t 2, t 1 température corporelle est avant le chauffage et après. Veuillez noter que les températures lors de la recherche d'une différence () dans les calculs peuvent être étayées à la fois en degrés Celsius et à Kelvin.

Formule de la quantité de chaleur pour les transitions de phase

La transition d'une phase de la substance à une autre est accompagnée de l'absorption ou de la séparation d'une certaine quantité de chaleur, qui s'appelle la chaleur de la transition de phase.

Ainsi, pour la traduction de l'élément de la substance de l'état du solide dans le liquide, il devrait être informateur de signaler la quantité de chaleur () égale:

où est la chaleur de fusion spécifique, DM est l'élément de poids corporel. Il convient de noter que le corps devrait avoir une température égale au point de fusion de la substance à l'étude. Lorsque la cristallisation, il y a une excrétion de chaleur d'égale (4).

La quantité de chaleur (chaleur d'évaporation), nécessaire pour transférer du fluide à la vapeur peut être trouvée comme suit:

où r est la chaleur spécifique de l'évaporation. Lorsque la condensation, la paire de chaleur est mise en surbrillance. La chaleur de l'évaporation est égale à la chaleur de la condensation de la même masse de la substance.

Unités de mesure de la quantité de chaleur

L'unité principale de mesure de la quantité de chaleur dans le système SI est la suivante: [Q] \u003d j

Une unité générique de chaleur, souvent trouvée dans calcul techniques. [Q] \u003d cal (calorie). 1 cal \u003d 4 1868 J.

Exemples de résolution de problèmes

Exemple

La tâche. Quels volumes d'eau doivent être mélangés pour obtenir 200 litres d'eau à une température T \u003d 40C, si la température d'une masse d'eau T 1 \u003d 10c, la deuxième masse d'eau T 2 \u003d 60C?

Décision. Écrivez l'équation d'équilibre thermique sous la forme:

où q \u003d cmt est la quantité de chaleur préparée après mélange d'eau; Q 1 \u003d cm 1 t 1 - la quantité de chaleur de la partie de la température de l'eau T 1 et masse m 1; Q 2 \u003d cm 2 T 2 - la quantité de chaleur de la partie d'eau de la température de l'eau T 2 et pesant m 2.

De l'équation (1.1) suit:

Lorsque vous combinez des parties froides froides (V 1) et chaudes (V 2) d'eau en un seul volume (V), vous pouvez prendre quoi:

Nous obtenons donc un système d'équations:

Après avoir décidé de l'obtenir:

Comme on le sait, un changement d'énergie mécanique se produit dans divers processus mécaniques. W. Meh. La mesure des variations de l'énergie mécanique est l'œuvre des forces attachées au système:

\\ (~ \\ Delta w_ (meh) \u003d A. \\)

Avec un échange de chaleur, un changement de l'énergie interne du corps se produit. La mesure des variations de l'énergie interne sous échange de chaleur est la quantité de chaleur.

Quantité de chaleur - Il s'agit d'une mesure des changements dans l'énergie interne que le corps reçoit (ou donne) dans le processus d'échange de chaleur.

Ainsi, le travail et la quantité de chaleur caractérisent le changement d'énergie, mais pas d'énergie identique. Ils ne caractérisent pas l'état du système, mais déterminent le processus de transition de l'énergie d'une espèce à une autre (d'un corps à un autre) lorsque l'état change et dépendait de manière significative de la nature du processus.

La principale différence entre le travail et la quantité de chaleur est que le travail caractérise le processus de modification de l'énergie interne du système, accompagné de la conversion de l'énergie d'une espèce d'une autre (de la mécanique interne). La quantité de chaleur caractérise le processus de transmission de l'énergie interne de certains corps à un autre (de plus chauffé à moins chauffé), non accompagné de transformations d'énergie.

L'expérience montre que la quantité de chaleur requise pour chauffer la masse corporelle m. De la température T. 1 à la température T. 2, calculé par la formule

\\ (~ Q \u003d cm (t_2 - t_1) \u003d cm \\ delta t, \\ qquad (1) \\)

où c. - capacité de chaleur spécifique de la substance;

\\ (~ C \u003d \\ frac (q) (m (t_2 - t_1)). \\)

L'unité de la capacité de chaleur spécifique en C est un joule au kilogramme-kelvin (J / (kg · k)).

Chaleur spécifique c. Numériquement égal à la quantité de chaleur qui doit être signalée au corps pesant 1 kg pour le chauffer sur 1 K.

Capacité thermique Corps C. T est numériquement égal à la quantité de chaleur nécessaire pour changer la température corporelle de 1 à:

\\ (~ C_t \u003d \\ frac (q) (t_2 - T_1) \u003d cm. \\)

Le pouvoir de la capacité de chaleur du corps en C est un joule sur Kelvin (J / K).

Pour convertir le liquide en vapeur à une température constante, il est nécessaire de passer la quantité de chaleur

\\ (~ Q \u003d lm, \\ qquad (2) \\)

où L. - la chaleur spécifique de la vaporisation. Lorsque la condensation de la vapeur, la même quantité de chaleur est mise en surbrillance.

Afin de fondre la masse de corps cristalline m. Au point de fusion, il est nécessaire d'informer la quantité de chaleur

\\ (~ Q \u003d \\ lambda m, \\ qquad (3) \\)

où λ - Chaleur de fusion spécifique. Lors de la cristallisation du corps, la même quantité de chaleur est mise en surbrillance.

La quantité de chaleur allouée à la combustion complète de la masse de carburant m.,

\\ (~ Q \u003d qm, \\ qquad (4) \\)

où q. - Combustion de chaleur spécifique.

Unité de chaleur spécifique de vaporisation, de fusion et de combustion dans Si - Joule par kilogramme (J / KG).

Littérature

Aksenovich L. A. Physique dans lycée: Théorie. Tâches. Tests: études. Manuel pour les institutions assurant la production du total. Médias, Education / L. A. Aksenovich, N.n.rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - MN: Adukatsya I Vikavanne, 2004. - C. 154-155.

« Physique - 10e année »

Quels processus se produisent des transformations globales de la substance?
Comment puis-je changer l'état d'agrégat de la substance?

Vous pouvez changer l'énergie interne de tout corps en faisant du travail, le chauffage ou, au contraire, le refroidir.
Ainsi, le forgeage du métal est effectué, et il se réchauffe, en même temps, le métal peut être chauffé sur une flamme brûlante.

Aussi, fixez le piston (Fig. 13.5), puis le volume de gaz pendant le chauffage ne change pas et que le travail n'est pas effectué. Mais la température du gaz, et donc, son énergie interne augmente.

L'énergie interne peut augmenter et diminuer, donc la quantité de chaleur peut être positive et négative.

Le processus de transfert d'énergie d'un corps à un autre sans effectuer le travail est appelé Échange de chaleur.

Mesure quantitative des changements de l'énergie interne en échange de chaleur appelé quantité de chaleur.

Modèle moléculaire d'échange de chaleur.

Avec un échange de chaleur à la limite entre les corps, déplaçant lentement des molécules de corps froids avec des molécules de corps à chaud rapidement se produit. En conséquence, les énergies cinétiques des molécules sont égalisées et les taux de molécules de corps à froid sont augmentés et la chaude diminue.

En cas d'échange de chaleur, il ne transforme pas l'énergie d'une forme à une autre, une partie de l'énergie interne d'un corps chauffé est transmise à un corps moins chauffé.

La quantité de capacité de chaleur et de chaleur.

Il est déjà connu que pour le chauffage du corps pesant T de la température T 1 à la température T 2, il est nécessaire de le transférer la quantité de chaleur:

Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cm Δt. (13.5)

Lorsque le corps est refroidi, sa température finale T 2 s'avère être inférieure à la température initiale T 1 et la quantité de chaleur donnée par le corps, négativement.

Le coefficient C dans la formule (13.5) est appelé chaleur spécifique Substances.

Chaleur spécifique - Il s'agit d'une valeur numériquement égale à la quantité de chaleur qui reçoit ou donne une substance pesant 1 kg avec un changement de la température de 1 K.

La capacité de gaz spécifique dépend de la manière dont le processus est effectué le transfert de chaleur. Si vous chauffez le gaz à une pression constante, elle se développera et travaillera. Pour chauffer le gaz à 1 ° C à une pression constante, il doit être transféré grande quantité Chaud que de le chauffer à un volume constant lorsque le gaz ne sera chauffé que.

Les corps liquides et solides se développent légèrement lorsqu'ils sont chauffés. Leur capacité de chaleur spécifique avec un volume constant et une pression constante diffèrent peu.

Chaleur spécifique de la vaporisation.

Pour convertir le liquide en vapeur dans le processus d'ébullition, il nécessite une transmission d'une certaine quantité de chaleur. La température du fluide d'ébullition ne change pas. La conversion du fluide en vapeur à une température constante ne conduit pas à une augmentation de l'énergie cinétique des molécules, mais est accompagnée d'une augmentation de l'énergie potentielle de leur interaction. Après tout, la distance moyenne entre les molécules de gaz est bien supérieure à celle des molécules liquides.

La valeur est numériquement égale à la quantité de chaleur requise pour la conversion à une température constante du liquide pesant 1 kg dans la vapeur, appelée chaleur spécifique Variations.

Le processus d'évaporation du fluide survient à n'importe quelle température, tandis que le liquide laissait les molécules les plus rapides, et il est refroidi pendant l'évaporation. La chaleur spécifique d'évaporation est égale à la chaleur spécifique de la vaporisation.

Cette magnitude est notée par la lettre R et Express en Joules par kilogramme (J / KG).

La chaleur spécifique de la formation de vapeur d'eau est très élevée: R H20 \u003d 2,256 10 6 J / kg à une température de 100 ° C. Dans d'autres liquides, par exemple, l'alcool, l'éther, le mercure, le kérosène, la chaleur spécifique de la vaporisation est inférieure à 3 à 10 fois dans l'eau.

Pour convertir la masse liquide M en vapeur, la quantité de chaleur est requise, égale:

Q n \u003d rm. (13.6)

Lorsque la condensation de la vapeur, la même quantité de chaleur est sélectionnée:

Q k \u003d -rm. (13.7)

Chaleur de fusion spécifique.

Lors de la fusion du corps cristallin, toute la chaleur fournie à elle va augmenter de l'énergie potentielle de l'interaction des molécules. L'énergie cinétique des molécules ne change pas, car la fonte se produit à une température constante.

La valeur est numériquement égale à la quantité de chaleur requise pour convertir une substance cristalline pesant 1 kg à un point de fusion dans un liquide, appelé fusion de chaleur spécifique Et dénote la lettre λ.

Lors de la cristallisation d'une substance pesant 1 kg, la même quantité de chaleur est distinguée, qui est absorbée lors de la fonte.

La fonte de glace spécifique est assez grande: 3.34 10 5 J / kg.

«Si la glace n'avait pas possédé une grosse chaleur de fondre, alors au printemps, toute la masse de glace devrait fondre en quelques minutes ou quelques secondes, car la chaleur transmise continuellement à la glace de l'air. Les conséquences de ce serait terrible; Après tout, avec une position existante, de grandes inondations et de fortes flux d'eau sont en train de se fondre lors de la fusion de la grande masse de glace ou de la neige. " R. Noir, XVIIIe siècle.

Afin de fondre la masse de corps cristalline m, la quantité de chaleur est nécessaire, égale:

Q pl \u003d λm. (13.8)

La quantité de chaleur générée pendant la cristallisation du corps est la suivante:

Q kr \u003d -λm (13.9)

L'équation de l'équilibre thermique.

Considérez l'échange de chaleur dans le système constitué de plusieurs corps ayant des températures initialement différentes, telles que l'échange de chaleur entre l'eau dans le récipient et une boule de fer à chaud abaissée. Selon la loi de la conservation de l'énergie, la quantité de chaleur donnée par un corps est numériquement égale à la quantité de chaleur obtenue par d'autres.

La quantité de chaleur donnée est considérée comme négative, la quantité de chaleur résultante est positive. Par conséquent, la quantité totale de chaleur q1 + q2 \u003d 0.

Si un échange de chaleur entre plusieurs corps se produit dans un système isolé, alors

Q 1 + q 2 + q 3 + ... \u003d 0. (13.10)

L'équation (13.10) est appelée l'équation d'équilibre thermique.

ICI Q 1 Q 2, Q 3 - La quantité de chaleur obtenue ou donnée par des corps. Ces quantités de chaleur sont exprimées par formule (13.5) ou formules (13,6) - (13,9), si différentes transformations de phase de la substance (fusion, cristallisation, vaporisation, condensation) se produisent pendant le processus d'échange de chaleur.

Capacité thermique - Il s'agit de la quantité de chaleur absorbée par le corps lorsqu'il est chauffé de 1 degré.

La capacité de chaleur du corps est indiquée par le titre lettre latinaire DE.

Qu'est-ce qui dépend de la capacité de chaleur du corps? Tout d'abord, de sa masse. Il est clair que pour le chauffage, par exemple, 1 kilogramme d'eau aura besoin de plus de chaleur que pour le chauffage de 200 grammes.

Et du genre de substance? Nous faisons l'expérience. Prenez deux navires identiques et, dans l'une d'entre elles, de l'eau pesant 400 g et dans l'autre huile de légumes pesant 400 g, nous commençons à les chauffer à l'aide du même brûleur. En regardant le témoignage des thermomètres, nous verrons que l'huile chauffe rapidement. Pour chauffer l'eau et l'huile à la même température, l'eau doit être chauffée plus longtemps. Mais plus nous avons chauffé l'eau, plus la quantité de chaleur est importante du brûleur.

Ainsi, pour chauffer la même masse différentes substances à la même température requise nombre diversifié Chaud. La quantité de chaleur nécessaire pour chauffer le corps et, par conséquent, sa capacité de chaleur dépend du type de substance à partir de laquelle cet organe consiste.

Ainsi, par exemple, d'augmenter de 1 ° C de la température de l'eau pesant 1 kg, la quantité de chaleur est nécessaire, égale à 4200 J et pour le chauffage de 1 ° C de même masse huile de tournesol Il est nécessaire que la quantité de chaleur égale à 1700 J.

La valeur physique montrant la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 kg de substance par 1 ºС, appelé chaleur spécifique Cette substance.

Chaque substance a sa propre chaleur spécifique, qui est indiquée par la lettre latine C et est mesurée en joules par kilogramme-degré (J / (kg · ° C)).

La capacité de chaleur spécifique de la même substance dans différents États agrégés (solide, liquide et gazeux) est différent. Par exemple, la capacité de chaleur spécifique de l'eau est de 4200 j / (kg · ºC) et la capacité thermique spécifique de la glace est de 2100 j / (kg · ° C); L'aluminium dans un état solide a une capacité thermique spécifique égale à 920 J / (kg - ° C) et en liquide - 1080 J / (kg - ° C).

Notez que l'eau a une capacité de chaleur spécifique très supérieure. Par conséquent, l'eau dans les mers et les océans, le chauffage en été, absorbe une grande quantité de chaleur de l'air. En raison de cela, dans ces endroits situés à proximité des gros masses d'eau, l'été n'est pas si chaud, les deux dans des endroits retirés de l'eau.

Calcul de la quantité de chaleur requise pour chauffer le corps ou le refroidissement alloué par celui-ci.

Il ressort clairement de ce qui précède que la quantité de chaleur requise pour chauffer le corps dépend du type de substance à partir duquel le corps est constitué (c'est-à-dire sa chaleur spécifique) et du poids corporel. Il est également clair que la quantité de chaleur dépend de la quantité de degrés que nous allons augmenter la température corporelle.

Ainsi, afin de déterminer la quantité de chaleur requise pour chauffer le corps ou le refroidissement alloué par celui-ci pendant le refroidissement, la capacité de chaleur spécifique du corps est multipliée par sa masse et la différence entre ses températures finies et initiales:

Q.= cm. (T 2 -T 1),

où Q. - Quantité de chaleur, c. - chaleur spécifique, m. - masse corporelle, t 1. - température initiale, t 2. - température finie.

Lors du chauffage du corps t 2.> t 1. Et donc, Q. >0 . Lors du refroidissement du corps t 2< t 1. Et donc, Q.< 0 .

Si la capacité de chaleur de tout le corps est connue DE, Q. Déterminé par la formule: Q \u003d c (t 2 - t 1).

22) Fontage: Définition, calcul de la quantité de chaleur pour la fusion ou le durcissement, chaleur de fusion spécifique, graphique T 0 (Q).

Thermodynamique

Section physique moléculairequi étudie le transfert d'énergie, les modèles de transformer un type d'énergie aux autres. Contrairement à la théorie kinétique moléculaire, la thermodynamique ne prend pas en compte structure interne Substances et microparamètres.

Système thermodynamique

C'est une combinaison d'organes qui échangent de l'énergie (sous forme de travail ou de chaleur) les uns avec les autres ou avec environnemental. Par exemple, l'eau dans la bouilloire refroidie, la chaleur est rencontrée avec une bouilloire et une bouilloire avec l'environnement. Le cylindre avec gaz sous le piston: le piston effectue des travaux, par conséquent, le gaz reçoit de l'énergie et ses macroparamètres changent.

Quantité de chaleur

il énergiequi ou donne le système dans le processus d'échange de chaleur. Il est indiqué par le symbole Q, est mesuré comme toute énergie dans les joules.

À la suite de divers processus d'échange de chaleur, l'énergie transmise est déterminée à sa manière.

Chauffage et refroidissement

Ce processus est caractérisé en modifiant la température du système. La quantité de chaleur est déterminée par la formule

Capacité de chaleur spécifique avec mesuré par la quantité de chaleur nécessaire au chauffage unités de masse Cette substance est de 1k. Pour chauffer 1 kg de verre ou 1 kg d'eau nécessite une quantité d'énergie différente. Capacité thermique spécifique - connue, déjà calculée pour toutes les substances la valeur, qui signifie regarder dans des tables physiques.

La capacité de chaleur de la substance S. - Il s'agit de la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer le corps sans prendre en compte sa masse par 1k.

Fondre et cristallisation

Fondre - transition d'une substance de état solide dans liquide. La transition inverse s'appelle la cristallisation.

L'énergie consacrée à la destruction du réseau cristallin de la substance est déterminée par la formule

Chaleur de fusion spécifique connue pour chaque valeur de substance, ce qui signifie regarder dans des tables physiques.

Durance (évaporation ou bouillonnement) et condensation

La diversité est une transition d'une substance d'un état liquide (solide) dans gazeux. Processus inversé appelé condensation.

Chaleur cuite à la vapeur spécifique connue pour chaque valeur de substance, ce qui signifie dans des tables physiques.

La combustion

La quantité de chaleur allouée lors de la combustion de la substance

Chaleur de combustion spécifique connue pour chaque valeur de substance, ce qui signifie que les tables physiques.

Pour un système de système isolé fermé et adiabatiquement isolé, l'équation de la balance de chaleur est effectuée. Quantité algébrique Les quantités de chaleur, données et obtenues par tous les corps participant à l'échange de chaleur, sont nulles:

Q 1 + q 2 + ... + q n \u003d 0

23) la structure des liquides. Couche de surface. Tension de surface: exemples de manifestation, calcul, coefficient de tension de surface.

De temps en temps, toute molécule peut passer à la prochaine place vacante. De tels sauts dans des fluides se produisent assez souvent; Par conséquent, les molécules ne sont pas liées à certains centres, à la fois dans des cristaux et peuvent se déplacer tout au long du volume de fluide. Cela explique la fluidité des liquides. En raison de la forte interaction entre les molécules étroitement localisées, ils peuvent former des groupes ordonnés locaux (instables) contenant plusieurs molécules. Ce phénomène s'appelle procédure centrale (Fig. 3.5.1).

Le coefficient β est appelé coéfficent de température Expansion du volume . Ce coefficient de liquides est dix fois plus que solide. Dans l'eau, par exemple, à une température de 20 ° C β en 2 · 10 - 4 K - 1, en acier β ST ≈ 3.6 · 10 - 5 K - 1, en verre de quartz βqq 9 · 10 - 6 - une .

L'expansion thermique de l'eau a une anomalie intéressante pour la vie sur Terre. À des températures inférieures à 4 ° C, l'eau se développe avec une diminution de la température (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

Lorsque la congélation, l'eau se développe, la glace reste donc à nager à la surface du réservoir de congélation. La température de l'eau glacée sous la glace est de 0 ° C. Dans les couches d'eau les plus denses au fond du réservoir, la température s'éteint d'environ 4 ° C. Pour cela, la vie peut exister dans les réservoirs de gel de l'eau.

Les plus une fonctionnalité intéressante Les liquides sont présentes surface libre . Liquide, contrairement aux gaz, ne remplit pas le volume entier du navire dans lequel elle est nanite. Entre liquide et gaz (ou ferry) la limite de la section est formée, ce qui est dans conditions spéciales Par rapport au reste de la masse du fluide. Il convient de garder à l'esprit qu'en raison de la compressibilité extrêmement faible, la présence d'une couche de surface plus densément emballée ne conduit pas à un changement significatif du volume du fluide. Si la molécule passe de la surface dans le liquide, les forces d'interaction intermoléculaire seront positives. Au contraire, tirer certaines molécules de la profondeur du liquide à la surface (c'est-à-dire augmenter la surface du liquide), les forces externes doivent faire une opération positive δ UNE. Changement externe dans δ S. Surface:

De la mécanique, il est connu que les états d'équilibre du système correspondent à valeur minimum son énergie potentielle. Il s'ensuit que la surface libre du fluide cherche à réduire sa zone. Pour cette raison, la goutte libre de liquide prend une forme sphérique. Le fluide se comporte comme si pour la tangente de sa surface, il y a des forces qui réduisent (serrage) cette surface. Ces forces sont appelées forces de tension superficielle .

La présence des forces de tension de surface rend la surface du liquide semblable à un film étiré élastique, la seule différence que la force élastique dans le film dépend de sa surface (c'est-à-dire de la manière dont le film est déformé) et la surface tension ne dépend pas De la surface de la surface du liquide.

Certains fluides, tels que l'eau de savon, ont la capacité de former des films minces. Toutes les bulles de savon bien connues ont la forme sphérique droite - cela montre également l'effet des forces de tension de surface. Si vous laissez tomber le cadre de fil dans la solution de savon, un côté qui bouge, puis tout ce qu'il fera glisser le film liquide (Fig. 3.5.3).

Les forces de tension de surface cherchent à réduire la surface du film. À l'équilibre du côté mobile du cadre, il est nécessaire de faire une force externe si sous l'action de la puissance de la barre transversale se déplace vers δ x.Ensuite, l'opération sera effectuée δ UNE. Vn \u003d. F. Vn δ. x. = Δ E P. = σΔ S.où δ. S. = 2L.Δ x. - L'incrément de la surface des deux côtés du film de savon. Depuis les modules des forces et la même chose, vous pouvez écrire:

Ainsi, le coefficient de tension de surface σ peut être défini comme module d'alimentation de tension de surface agissant par unité de longueur de la surface de limitation de la longueur.

En raison de l'action des forces de tension de surface dans les gouttes de bulles de savon liquide et à l'intérieur, une pression excessive se pose δ p.. En cas de coupure mentalement une goutte sphérique de rayon R Pour deux moitiés, chacun d'entre eux devrait être l'équilibre sous l'action des forces de la tension de surface appliquée à la limite de coupe 2π R et les forces de surpression agissant sur la zone π R 2 sections (Fig. 3.5.4). La condition d'équilibre est écrite comme

Si ces forces sont supérieures aux forces d'interaction entre le fluide lui-même, le liquide mouillage Surface du solide. Dans ce cas, le liquide approche la surface solide sous certaines angle aigu θ, caractéristique de cette paire, un liquide est un solide. L'angle θ est appelé angle régional . Si les forces d'interaction entre les molécules de fluide dépassent les intensités de leur interaction avec des molécules de corps solides, l'angle de bord θ s'avère être stupide (Fig. 3.5.5). Dans ce cas, ils disent que le liquide ne mouille pas Surface du solide. Pour mouillage completθ \u003d 0, quand plein non-wagonθ \u003d 180 °.

Phénomènes capillaires Appelez l'escalade ou l'abaissement du fluide dans des tubes de petit diamètre - capillaires. Les fluides mouillants augmentent dans les capillaires qui sont abaissés - omit.

En figue. 3.5.6 représente un tube capillaire de certains rayons r, abaissé par l'extrémité inférieure dans le fluide mouillant de densité ρ. L'extrémité supérieure du capillaire est ouverte. La levée du liquide dans le capillaire continue jusqu'à ce que la résistance de la gravité agisse sur le pôle de fluide dans le capillaire ne soit pas égale au module de résolution résultant F. Les forces de la tension de surface agissant le long des limites du contact du liquide avec la surface du capillaire: F. T \u003d. F. n, où F. T \u003d. mg. = ρ h.π r 2 g., F. H \u003d σ2π. r Cos θ.

Cela implique:

Avec des non-montres complètes θ \u003d 180 °, cos θ \u003d -1 et, par conséquent, h. < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

L'eau mène presque complètement la surface pure du verre. Au contraire, le mercure ne mie pas complètement la surface du verre. Par conséquent, le niveau de mercure dans le capillaire en verre est abaissé sous le niveau du navire.

24) Durance: Définition, types (évaporation, ébullition), calcul de la quantité de chaleur pour la vaporisation et la condensation, la chaleur spécifique de la vaporisation.

Évaporation et condensation. Explication du phénomène d'évaporation basé sur les idées sur la structure moléculaire de la substance. Chaleur spécifique de la vaporisation. Ses unités.

Le phénomène de la conversion du fluide dans la vapeur est appelé vaporisation.

Évaporation -Procéder la vaporisation survenant d'une surface ouverte.

Les molécules liquides bougent avec différentes vitesses. Si une molécule est à la surface du liquide, elle peut surmonter l'attraction des molécules adjacentes et survoler le liquide. Les molécules de fonctionnement forment des paires. Dans les molécules de fluide restantes, la vitesse change. Certaines molécules en même temps acquièrent une vitesse suffisante pour voler hors du liquide. Ce processus se poursuit, afin que les liquides s'évaporent lentement.

* Le taux d'évaporation dépend du genre du liquide. Le plus rapide évapore ces fluides dans lesquels des molécules sont attirées par une force plus petite.

* L'évaporation peut survenir à n'importe quelle température. Mais pour hautes températures L'évaporation survient plus vite .

* La vitesse d'évaporation dépend de sa surface.

* Avec le vent (flux d'air), l'évaporation survient plus rapidement.

Lorsque l'évaporation, l'énergie interne diminue, car Lorsqu'il est évaporé, le liquide laissait donc des molécules rapides, la vitesse moyenne des molécules restantes est réduite. Cela signifie que s'il n'y a pas d'afflux d'énergie de l'extérieur, la température du fluide diminue.

Le phénomène de la transformation de la vapeur en liquide est appelé condensation. Il est accompagné d'énergies.

La condensation de la paire explique la formation de nuages. Des paires d'eau, se levant au-dessus du sol, se forment dans les couches de froid supérieures des nuages, qui se composent des plus petites gouttelettes d'eau.

Chaleur de la chaleur spécifique - Phys. La valeur montrant quel nombre de chaleur est nécessaire pour transformer le liquide pesant 1 kg en paires sans changement de température.

Ud. Vaporisation de la chaleur Note par la lettre L et est mesurée en j / kg

Ud. Eau Divers chaudieux: L \u003d 2,3 × 10 6 J / kg, alcool L \u003d 0,9 × 10 6

Nombre de chaleur requis pour convertir le liquide en paires: q \u003d lm

Changer l'énergie interne du gaz dans le cylindre peut non seulement fonctionner, mais également le chauffage du gaz (Fig. 43). Si le piston est fixé, le volume de gaz ne changera pas, mais la température, et par conséquent, l'énergie interne augmentera.
Le processus de transfert d'énergie d'un corps à un autre sans effectuer le travail est appelé échange thermique ou transfert de chaleur.

L'énergie transmise par le corps résultant de l'échange de chaleur est appelée la quantité de chaleur. La quantité de chaleur est également appelée l'énergie que le corps donne dans le processus d'échange de chaleur.

Modèle moléculaire d'échange de chaleur. Lorsque l'échange de chaleur à la limite entre les corps, déplaçant lentement des molécules de corps froids avec des molécules de corps chaud plus rapides se produit. En conséquence, les énergies cinétiques des molécules sont égalisées et les taux de molécules de corps à froid sont augmentés et la chaude diminue.

Avec échange de chaleur, il n'y a pas de conversion d'énergie d'une forme à une autre: une partie de l'énergie interne du corps chaud est transmise par un corps froid.

La quantité de capacité de chaleur et de chaleur. Du cours de la physique de la classe VII, on sait que, pour chauffer le corps pesant m sur la température T 1 à la température T 2, il est nécessaire de l'informer de la quantité de chaleur

Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cmΔt. (4.5)

Lorsque le corps est refroidi, sa température éternelle t 2 est inférieure à la t 1 initiale et la quantité de chaleur, donnée par le corps, est négative.
Le coefficient C dans la formule (4.5) est appelé chaleur spécifique. La capacité de chaleur spécifique est la quantité de chaleur qui reçoit ou donne 1 kg de substance lorsque sa température change de 1 K.

La capacité de chaleur spécifique est exprimée dans des joules divisées par un kilogramme, multipliée par Kelvin. Divers corps nécessitent une quantité inégale d'énergie pour augmenter la température de 1 K. Donc, la capacité de chaleur spécifique de l'eau est de 4190 j / (kg · k) et de cuivre 380 J / (kg · k).

La capacité de chaleur spécifique dépend non seulement des propriétés de la substance, mais également de quel processus est effectué le transfert de chaleur. Si vous chauffez le gaz à une pression constante, elle se développera et travaillera. Pour chauffer le gaz à 1 ° C à une pression constante, il devra transmettre plus de chaleur que de le chauffer à un volume constant.

Les corps liquides et solides se développent légèrement et leur capacité de chaleur spécifique à un volume constant et une pression constante diffère peu.

Chaleur spécifique de la vaporisation. Pour convertir le liquide en vapeur, il nécessite une modification d'une certaine quantité de chaleur. La température du fluide ne change pas avec la transformation. La conversion du fluide en vapeur à une température constante ne conduit pas à une augmentation de l'énergie cinétique des molécules, mais est accompagnée d'une augmentation de leur énergie potentielle. Après tout, la distance moyenne entre les molécules de gaz est plusieurs fois supérieure à celle des molécules de fluide. En outre, une augmentation du volume dans la transition d'une substance d'un état liquide dans un gazoux nécessite de réaliser des travaux contre les forces de la pression externe.

La quantité de chaleur requise pour la conversion à une température inversée de 1 kg de liquide en paires est appelée chaleur spécifique de la vaporisation. Indiquez cette valeur de la lettre R et Express en Joules par kilogramme.

La chaleur spécifique de la formation de vapeur d'eau est très élevée: 2,256 · 10 6 J / kg à une température de 100 ° C. Autres liquides (alcool, éther, mercure, kérosène, etc.) La chaleur spécifique de la vaporisation est inférieure à 3 à 10 fois.

Pour la transformation en paires de pesage liquide M nécessite la quantité de chaleur, égale:

Lorsque la condensation de la vapeur se produit, la même quantité de chaleur

Q k \u003d -rm. (4.7)

Chaleur de fusion spécifique. Lorsque le corps cristallin est fondu, toute la chaleur fournie à une augmentation de l'énergie potentielle des molécules. L'énergie cinétique des molécules ne change pas, car la fonte se produit à une température constante.

La quantité de chaleur λ (lambda), nécessaire pour convertir 1 kg de substance cristalline à un point de fusion dans le liquide de la même température, est appelée la chaleur spécifique de la fonte.

Lorsque la cristallisation, 1 kg de substance se distingue exactement la même quantité de chaleur. La chaleur spécifique de la fonte de la glace est assez grande: 3.4 · 10 5 J / kg.

Afin de fondre la masse de corps cristalline m, la quantité de chaleur est nécessaire, égale:

Q pl \u003d λm. (4.8)

La quantité de chaleur libérée pendant la cristallisation du corps est égale à:

Q kr \u003d - λm. (4.9)

1. Qu'est-ce qu'on appelle le nombre de chaleur? 2. Que dépend de la capacité de chaleur spécifique des substances? 3. Qu'est-ce qu'on appelle la chaleur spécifique de la vaporisation? 4. Qu'est-ce qu'on appelle la chaleur spécifique de la fonte? 5. Dans quels cas le nombre de chaleur transmis est négatif?