Tenaga dalaman sistem termodinamik boleh diubah dalam dua cara:

1. membuat kerja sistem,
2. dengan interaksi haba.

Pemindahan haba badan tidak dikaitkan dengan badan makroskopik. Di dalam kes ini Perubahan dalam tenaga dalaman disebabkan oleh fakta bahawa molekul badan individu dengan suhu yang lebih besar membuat kerja pada beberapa molekul badan, yang mempunyai suhu yang lebih rendah. Dalam kes ini, interaksi terma dilaksanakan kerana kekonduksian terma. Penghantaran tenaga juga mungkin dengan radiasi. Sistem proses mikroskopik (tidak berkaitan dengan seluruh badan, dan kepada molekul individu) dipanggil pemindahan haba. Jumlah tenaga yang dihantar dari satu badan ke badan yang lain akibat pemindahan haba ditentukan oleh jumlah haba yang dibuat dari satu badan ke badan yang lain.

Definisi

Haba Mereka memanggil tenaga yang (atau diberikan) kepada tubuh dalam proses pertukaran haba dengan badan-badan sekitar (sederhana). Haba ditunjukkan, biasanya huruf Q.

Ini adalah salah satu nilai utama dalam termodinamik. Haba dimasukkan dalam ekspresi matematik prinsip pertama dan kedua termodinamik. Dikatakan bahawa haba adalah tenaga dalam bentuk pergerakan molekul.

Haba boleh disampaikan kepada sistem (badan), dan boleh ditutup daripadanya. Adalah dipercayai bahawa jika haba dilaporkan kepada sistem, ia adalah positif.

Formula untuk mengira haba apabila menukar suhu

Jumlah haba asas dilambangkan sebagai. Kami perhatikan bahawa elemen haba yang diterima (memberi) sistem pada perubahan kecil keadaannya bukanlah perbezaan yang lengkap. Alasan untuk ini adalah bahawa haba adalah fungsi proses mengubah keadaan sistem.

Jumlah haba asas, yang dilaporkan kepada sistem, dan perubahan suhu dari TDO T + DT, adalah:

di mana C adalah kapasiti haba haba. Sekiranya badan yang sedang dipertimbangkan adalah homogen, maka Formula (1) untuk jumlah haba boleh diwakili sebagai:

di mana - kapasiti haba tertentu badan, m - berat badan, - kapasiti haba molar, - molar jisim bahan- Bilangan tahi lalat.

Sekiranya badan itu seragam, dan kapasiti haba dianggap bebas daripada suhu, jumlah haba (), yang menerima badan dengan peningkatan suhu dengan magnitud, boleh dikira sebagai:

di mana T 2, T 1 suhu badan sebelum pemanasan dan selepas. Sila ambil perhatian bahawa suhu apabila mencari perbezaan () dalam pengiraan boleh dibuktikan dalam darjah Celcius dan di Kelvin.

Formula jumlah haba untuk peralihan fasa

Peralihan dari satu fasa bahan yang lain disertai dengan penyerapan atau pemisahan sejumlah haba tertentu, yang dipanggil haba peralihan fasa.

Oleh itu, untuk terjemahan elemen bahan dari keadaan pepejal dalam cecair, ia harus menjadi informan untuk melaporkan jumlah haba () sama:

di mana haba lebur tertentu, DM adalah unsur berat badan. Harus diingat bahawa badan harus mempunyai suhu yang sama dengan titik lebur bahan yang sedang dipertimbangkan. Apabila penghabluran terdapat perkumuhan haba yang sama (4).

Jumlah haba (haba penyejatan), yang diperlukan untuk memindahkan cecair ke stim boleh didapati sebagai:

di mana r adalah haba spesifik penyejatan. Apabila pemeluwapan, pasangan haba diserlahkan. Haba penyejatan adalah sama dengan haba pemeluwapan jisim yang sama bahan tersebut.

Unit mengukur jumlah haba

Unit utama pengukuran jumlah haba dalam sistem SI ialah: [Q] \u003d j

Unit haba generik, yang sering dijumpai dalam pengiraan teknikal.. [Q] \u003d Cal (kalori). 1 cal \u003d 4,1868 J.

Contoh menyelesaikan masalah

Contohnya

Tugas. Apakah jumlah air yang perlu dicampur untuk mendapatkan 200 liter air pada suhu T \u003d 40C, jika suhu satu jisim air T 1 \u003d 10c, jisim kedua air T 2 \u003d 60c?

Keputusan. Tulis persamaan keseimbangan haba dalam bentuk:

di mana q \u003d cmt adalah jumlah haba yang disediakan selepas mencampurkan air; Q 1 \u003d cm 1 T 1 - jumlah haba bahagian suhu air T 1 dan jisim M 1; Q 2 \u003d cm 2 T 2 - jumlah haba bahagian air suhu air T 2 dan seberat m 2.

Dari persamaan (1.1) berikut:

Apabila menggabungkan sejuk (v 1) dan panas (v 2) bahagian air ke dalam satu kelantangan (v), anda boleh mengambil apa:

Jadi, kita mendapat sistem persamaan:

Setelah memutuskan untuk mendapatkannya:

Seperti yang diketahui, perubahan dalam tenaga mekanikal berlaku pada pelbagai proses mekanikal. W. Meh. Ukuran perubahan dalam tenaga mekanikal adalah karya pasukan yang dilampirkan pada sistem:

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

Dengan pertukaran haba, perubahan dalam tenaga dalaman badan berlaku. Ukuran perubahan dalam tenaga dalaman di bawah pertukaran haba adalah jumlah haba.

Kuantiti haba - Ini adalah ukuran perubahan dalam tenaga dalaman yang diterima oleh tubuh (atau memberi) dalam proses pertukaran haba.

Oleh itu, kerja, dan jumlah kehangatan mencirikan perubahan tenaga, tetapi bukan tenaga yang sama. Mereka tidak mencirikan keadaan sistem, tetapi menentukan proses peralihan tenaga dari satu spesies ke yang lain (dari satu badan ke badan yang lain) apabila keadaan berubah dan sangat bergantung kepada sifat proses itu.

Perbezaan utama antara kerja dan jumlah haba adalah bahawa kerja mencirikan proses mengubah tenaga dalaman sistem, disertai dengan penukaran tenaga dari satu spesies yang lain (dari dalaman mekanikal). Jumlah haba mencirikan proses pemancar tenaga dalaman dari sesetengah badan ke badan yang lain (dari lebih dipanaskan hingga kurang dipanaskan), tidak disertai dengan transformasi tenaga.

Pengalaman menunjukkan bahawa jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan jisim badan m. Dari suhu T. 1 kepada suhu T. 2, dikira oleh formula

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

di mana sahaja c. - Kapasiti haba spesifik bahan;

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

Unit kapasiti haba tertentu di C adalah joule ke kilogram-kelvin (j / (kg · k)).

Heat Spesifik c. Secara numerik sama dengan jumlah haba yang mesti dilaporkan kepada badan seberat 1 kg untuk memanaskannya pada 1 K.

Kapasiti haba Badan C. T berangka sama dengan jumlah haba yang diperlukan untuk menukar suhu badan dengan 1 kepada:

\\ (~ C_t \u003d \\ frac (q) (t_2 - t_1) \u003d cm. \\)

Kuasa kapasiti haba badan di C adalah joule di Kelvin (J / K).

Untuk menukar cecair ke dalam stim pada suhu malar, adalah perlu untuk menghabiskan jumlah haba

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

di mana sahaja L. - Haba spesifik pengewapan. Apabila pemeluwapan wap, jumlah haba yang sama diserlahkan.

Untuk mencairkan jisim badan kristal m. Pada titik lebur, adalah perlu untuk memaklumkan jumlah haba

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

di mana sahaja λ - Haba lebur tertentu. Apabila mengkristal badan, jumlah yang sama haba diserlahkan.

Jumlah haba yang diperuntukkan dengan pembakaran penuh jisim bahan api m.,

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

di mana sahaja t. - Pembakaran haba spesifik.

Unit haba spesifik pengewapan, lebur dan pembakaran di Si - Joule per kilogram (J / kg).

Kesusasteraan

Aksenovich L. A. Fizik dalam sekolah Menengah: Teori. Tugas. Ujian: kajian. Manual untuk institusi memastikan pengeluaran jumlah. Media, Pendidikan / L. A. Aksenovich, N.N.Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Fyrino. - MN: adukatsya i vikavanne, 2004. - C. 154-155.

« Fizik - Gred 10 »

Apakah proses yang berlaku transformasi agregat bahan itu?
Bagaimanakah saya boleh mengubah keadaan agregat bahan itu?

Anda boleh menukar tenaga dalaman mana-mana badan dengan melakukan kerja, pemanasan atau, sebaliknya, menyejukkannya.
Oleh itu, penempaan logam dilakukan, dan ia menghangatkan, pada masa yang sama, logam boleh dipanaskan di atas api yang terbakar.

Juga, kencangkan omboh (Rajah 13.5), maka jumlah gas semasa pemanasan tidak berubah dan kerja tidak dilakukan. Tetapi suhu gas, dan oleh itu, tenaga dalamannya meningkat.

Tenaga dalaman boleh meningkat dan berkurangan, oleh itu jumlah haba boleh positif dan negatif.

Proses memindahkan tenaga dari satu badan ke badan yang lain tanpa melakukan kerja dipanggil pertukaran haba..

Ukuran kuantitatif perubahan dalam tenaga dalaman dalam pertukaran haba dipanggil jumlah kehangatan.

Corak molekul pertukaran haba.

Dengan pertukaran haba di sempadan antara badan, perlahan-lahan bergerak molekul badan sejuk dengan molekul panas yang bergerak pantas berlaku. Akibatnya, tenaga kinetik molekul disamakan dan kadar molekul badan sejuk meningkat, dan penurunan panas.

Sekiranya pertukaran haba, ia tidak mengubah tenaga dari satu bentuk ke bentuk yang lain, sebahagian daripada tenaga dalaman badan yang dipanaskan ditransmisikan ke badan yang kurang dipanaskan.

Jumlah kapasiti haba dan haba.

Ia sudah diketahui bahawa untuk pemanasan badan yang menimbang T dari suhu T 1 hingga suhu T 2, adalah perlu untuk memindahkannya jumlah haba:

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

Apabila badan disejukkan, suhu akhir T 2 ternyata kurang dari suhu awal T 1 dan jumlah haba yang diberikan oleh badan, negatif.

Pekali C dalam Formula (13.5) dipanggil heat Spesifik Bahan-bahan.

Heat Spesifik - Ini adalah nilai yang berangka sama dengan jumlah haba yang menerima atau memberikan bahan seberat 1 kg dengan perubahan dalam suhu dengan 1 K.

Kapasiti gas tertentu bergantung kepada bagaimana proses itu dijalankan pemindahan haba. Jika anda memanaskan gas pada tekanan malar, ia akan berkembang dan bekerja. Untuk memanaskan gas pada 1 ° C pada tekanan malar, ia perlu dipindahkan kuantiti yang besar Hangat daripada memanaskannya pada jumlah yang tetap apabila gas hanya akan dipanaskan.

Badan cecair dan pepejal berkembang sedikit apabila dipanaskan. Kapasiti haba khusus mereka dengan jumlah yang tetap dan tekanan malar berbeza sedikit.

Haba spesifik pengewapan.

Untuk menukar cecair ke dalam stim dalam proses mendidih, ia memerlukan penghantaran sejumlah haba. Suhu cecair mendidih tidak berubah. Penukaran cecair ke dalam stim pada suhu malar tidak membawa kepada peningkatan tenaga kinetik molekul, tetapi disertai dengan peningkatan tenaga berpotensi interaksi mereka. Lagipun, jarak purata antara molekul gas adalah lebih daripada antara molekul cecair.

Nilai ini sama dengan jumlah haba yang diperlukan untuk penukaran pada suhu malar cecair seberat 1 kg dalam stim, dipanggil kehangatan tertentu. Variasi.

Proses penyejatan cecair berlaku pada mana-mana suhu, sementara cecair meninggalkan molekul terpantas, dan ia disejukkan semasa penyejatan. Haba penyejatan spesifik adalah sama dengan haba spesifik pengewapan.

Magnitud ini dilambangkan oleh huruf R dan menyatakan dalam joule per kilogram (J / kg).

Haba spesifik pembentukan wap air sangat tinggi: r h20 \u003d 2,256 10 6 J / kg pada suhu 100 ° C. Dalam cecair lain, contohnya, alkohol, eter, merkuri, minyak tanah, haba spesifik pengewapan kurang dari 3-10 kali daripada di dalam air.

Untuk menukar jisim cair M dalam stim, jumlah haba diperlukan, sama:

Q n \u003d rm. (13.6)

Apabila pemeluwapan wap, jumlah haba yang sama dipilih:

Q k \u003d -rm. (13.7)

Haba lebur tertentu.

Apabila mencairkan badan kristal, semua haba yang dibekalkan kepadanya akan meningkat kepada peningkatan tenaga berpotensi interaksi molekul. Tenaga kinetik molekul tidak berubah, kerana lebur berlaku pada suhu malar.

Nilai itu sama dengan jumlah haba yang diperlukan untuk menukar bahan kristal yang beratnya 1 kg pada titik lebur dalam cecair, dipanggil haba spesifik lebur. Dan menandakan huruf λ.

Apabila penghabluran bahan seberat 1 kg, betul-betul jumlah yang sama haba dibezakan, yang diserap apabila lebur.

Lebuh ais khusus agak besar: 3.34 10 5 J / kg.

"Jika ais tidak memiliki haba yang besar lebur, maka pada musim bunga seluruh jisim ais perlu mencairkan dalam beberapa minit atau saat, kerana haba terus dihantar ke ais dari udara. Akibatnya akan mengerikan; Lagipun, dengan kedudukan yang ada, banjir besar dan aliran air yang kuat timbul apabila mencairkan jisim besar ais atau salji. " R. Black, abad XVIII.

Untuk mencairkan jisim badan kristal, jumlah haba diperlukan, sama:

Q pl \u003d λm. (13.8)

Jumlah haba yang dihasilkan semasa penghabluran badan adalah:

Q kr \u003d -λm (13.9)

Persamaan keseimbangan haba.

Pertimbangkan pertukaran haba dalam sistem yang terdiri daripada beberapa mayat yang mempunyai suhu yang berbeza, seperti pertukaran haba antara air di dalam kapal dan menurunkan bola besi panas. Menurut undang-undang pemuliharaan tenaga, jumlah haba yang diberikan oleh satu badan secara beransur-ansur sama dengan jumlah haba yang diperoleh oleh orang lain.

Jumlah haba yang diberikan dianggap negatif, jumlah haba yang dihasilkan adalah positif. Oleh itu, jumlah jumlah haba Q1 + Q2 \u003d 0.

Sekiranya pertukaran haba antara beberapa badan berlaku dalam sistem terpencil, maka

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

Persamaan (13.10) dipanggil persamaan keseimbangan haba.

Di sini Q 1 Q 2, Q 3 - jumlah haba yang diperoleh atau diberikan oleh badan. Jumlah haba ini dinyatakan oleh Formula (13.5) atau Formula (13.6) - (13.9), jika pelbagai transformasi fasa bahan (lebur, penghabluran, pengewapan, pemeluwapan) berlaku semasa proses pertukaran haba.

Kapasiti haba - Ini adalah jumlah haba yang diserap oleh badan apabila dipanaskan oleh 1 darjah.

Kapasiti haba badan ditunjukkan oleh tajuk surat Latin. Dari.

Apa yang bergantung kepada kapasiti haba badan? Pertama sekali, dari jisimnya. Sudah jelas bahawa untuk pemanasan, sebagai contoh, 1 kilogram air memerlukan lebih banyak haba daripada untuk pemanasan 200 gram.

Dan dari jenis bahan? Kami mengalami pengalaman. Ambil dua kapal yang sama dan, dalam salah seorang daripada mereka, air seberat 400 g, dan di sisi lain - minyak sayuran seberat 400 g, kita mula memanaskannya dengan bantuan pembakar yang sama. Menonton kesaksian termometer, kita akan melihat bahawa minyak memanaskan dengan cepat. Untuk memanaskan air dan minyak ke suhu yang sama, air harus dipanaskan lebih lama. Tetapi semakin lama kita memanaskan air, semakin besar jumlah haba yang diperolehnya dari pembakar.

Oleh itu, untuk memanaskan jisim yang sama bahan yang berbeza kepada suhu yang sama diperlukan nombor Pelbagai Hangat. Jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan badan dan oleh itu, kapasiti haba bergantung kepada jenis bahan dari mana badan ini terdiri.

Jadi, sebagai contoh, untuk meningkatkan suhu air 1 ° C seberat 1 kg, jumlah haba diperlukan, sama dengan 4200 J, dan untuk pemanasan oleh 1 ° C dari jisim yang sama minyak bunga matahari Ia adalah perlu untuk jumlah haba yang sama dengan 1700 J.

Nilai fizikal yang menunjukkan berapa banyak haba yang diperlukan untuk pemanasan 1 kg bahan per 1 ºС, dipanggil heat Spesifik Bahan ini.

Setiap bahan mempunyai haba tertentu yang tersendiri, yang ditunjukkan oleh huruf Latin C dan diukur dalam joule per kilogram (J / (kg · ° C)).

Kapasiti haba spesifik bahan yang sama dalam berbeza negara agregat (pepejal, cecair dan gas) adalah berbeza. Sebagai contoh, kapasiti haba spesifik air ialah 4200 j / (kg · ºº), dan kapasiti haba khusus ais ialah 2100 j / (kg · ° C); Aluminium dalam keadaan pepejal mempunyai kapasiti haba tertentu yang sama dengan 920 J / (kg - ° C), dan dalam cecair - 1080 j / (kg - ° C).

Perhatikan bahawa air mempunyai kapasiti haba yang sangat besar. Oleh itu, air di laut dan lautan, pemanasan pada musim panas, menyerap sejumlah besar haba dari udara. Disebabkan ini, di tempat-tempat yang terletak berhampiran dengan badan air yang besar, musim panas tidak begitu panas, baik di tempat-tempat dikeluarkan dari air.

Pengiraan jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan badan atau penyejukan yang diperuntukkan olehnya.

Sudah jelas dari di atas bahawa jumlah haba yang diperlukan untuk pemanasan badan bergantung kepada jenis bahan dari mana tubuh terdiri (iaitu haba spesifiknya), dan dari berat badan. Ia juga jelas bahawa jumlah kehangatan bergantung kepada berapa banyak darjah kita akan meningkatkan suhu badan.

Jadi, untuk menentukan jumlah haba yang diperlukan untuk pemanasan badan atau penyejukan yang diperuntukkan olehnya semasa penyejukan, kapasiti haba tertentu badan didarabkan oleh jisimnya dan perbezaan antara suhu terhingga dan awalnya:

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

di mana sahaja T. - Kuantiti haba, c. - Haba spesifik, m. - berat badan, t 1. - Suhu awal, t 2. - Suhu terhingga.

Apabila memanaskan badan t 2.> t 1. Dan oleh itu, T. >0 . Apabila menyejukkan badan t 2.< t 1. Dan oleh itu, T.< 0 .

Sekiranya kapasiti haba seluruh badan diketahui Dari, T. Ditentukan oleh formula: Q \u003d C (t 2 - t 1).

22) Melting: Definisi, pengiraan jumlah haba untuk lebur atau pengerasan, haba lebur tertentu, graf T 0 (Q).

Thermodynamics.

Bahagian fizik molekulYang mengkaji pemindahan tenaga, corak mengubah satu jenis tenaga kepada orang lain. Berbeza dengan teori kinetik molekul, termodinamik tidak diambil kira struktur dalaman Bahan dan mikroparameter.

Sistem termodinamik

Ini adalah kombinasi badan yang menukar tenaga (dalam bentuk kerja atau kehangatan) antara satu sama lain atau dengan alam sekitar. Sebagai contoh, air dalam cerek sejuk, haba dipenuhi dengan cerek dan cerek dengan alam sekitar. Silinder dengan gas di bawah omboh: omboh melakukan kerja, akibatnya, gas menerima tenaga, dan makro yang berubah-ubah.

Kuantiti haba

ia tenagayang atau memberikan sistem dalam proses pertukaran haba. Ia ditunjukkan oleh simbol Q, diukur sebagai tenaga dalam joule.

Hasil daripada pelbagai proses pertukaran haba, tenaga yang ditransmisikan ditentukan dengan cara sendiri.

Pemanasan dan penyejukan

Proses ini dicirikan dengan mengubah suhu sistem. Jumlah haba ditentukan oleh formula

Kapasiti haba tertentu dengan diukur dengan jumlah haba yang diperlukan untuk pemanasan unit jisim Bahan ini adalah 1K. Untuk pemanasan 1 kg kaca atau air 1kg memerlukan jumlah tenaga yang berbeza. Kapasiti haba khusus - yang diketahui, sudah dikira untuk semua bahan nilai, yang bermaksud untuk melihat dalam jadual fizikal.

Kapasiti haba bahan S. - Ini adalah jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan badan tanpa mengambil kira massinya setiap 1k.

Lebur dan penghabluran

Lebur - peralihan bahan dari keadaan pepejal dalam cecair. Peralihan terbalik dipanggil penghabluran.

Tenaga yang dibelanjakan untuk pemusnahan kisi kristal bahan ditentukan oleh formula

Haba lebur khusus yang diketahui untuk setiap nilai bahan, yang bermaksud untuk melihat dalam jadual fizikal.

Pelbagai (penyejatan atau mendidih) dan pemeluwapan

Pelbagai adalah peralihan bahan dari keadaan cecair (pepejal) dalam gas. Proses terbalik dipanggil pemeluwapan.

Kehangatan mengukus khusus yang diketahui untuk setiap nilai bahan, yang bermaksud dalam jadual fizikal.

Pembakaran

Jumlah haba yang diperuntukkan semasa pembakaran bahan tersebut

Haba pembakaran khusus yang diketahui untuk setiap nilai bahan, yang bermaksud untuk melihat dalam jadual fizikal.

Untuk badan sistem terpencil yang terpencil dan adiabatik, persamaan keseimbangan haba dilakukan. Jumlah algebra Jumlah haba, yang diberikan dan diperoleh oleh semua badan yang menyertai pertukaran haba, adalah sifar:

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

23) Struktur cecair. Lapisan permukaan.. Kuasa ketegangan permukaan: contoh manifestasi, pengiraan, pekali ketegangan permukaan.

Dari semasa ke semasa, sebarang molekul boleh bergerak ke tempat kosong seterusnya. Lompatan seperti dalam cecair berlaku agak kerap; Oleh itu, molekul tidak terikat dengan pusat tertentu, baik dalam kristal, dan boleh bergerak sepanjang jumlah cecair. Ini menjelaskan ketidakstabilan cecair. Oleh kerana interaksi yang kuat antara molekul yang terletak rapat, mereka boleh membentuk kumpulan yang diperintahkan tempatan (tidak stabil) yang mengandungi beberapa molekul. Fenomena ini dipanggil prosedur Tengah (Rajah 3.5.1).

Pekali β dipanggil pekali suhu Pengembangan volum. . Pekali cecair ini adalah sepuluh kali lebih banyak daripada pepejal. Dalam air, sebagai contoh, pada suhu 20 ° C β dalam ≈ 2 · 10 - 4 K - 1, dalam keluli β st ≈ 3.6 · 10 - 5 K - 1, dalam Kaca Kuarza βq ≈ 9 · 10 - 6 - satu.

Pengembangan haba air mempunyai anomali yang menarik untuk kehidupan di bumi. Pada suhu di bawah 4 ° C, air berkembang dengan penurunan suhu (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

Apabila pembekuan, air berkembang, jadi ais tetap berenang di atas permukaan takungan beku. Suhu air beku di bawah ais ialah 0 ° C. Dalam lapisan air yang lebih tebal di bahagian bawah takungan, suhu ternyata kira-kira 4 ° C. Disebabkan ini, kehidupan boleh wujud dalam takungan pembekuan air.

Paling ciri yang menarik Cecair adalah kehadiran permukaan percuma. . Cecair, tidak seperti gas, tidak mengisi keseluruhan volum dalam kapal di mana ia adalah nanitis. Antara cecair dan gas (atau feri) sempadan seksyen terbentuk, yang ada di syarat Khas Berbanding dengan seluruh jisim cecair. Perlu diingat bahawa disebabkan oleh kemampatan yang sangat rendah, kehadiran lapisan permukaan yang lebih padat tidak membawa kepada perubahan yang signifikan dalam jumlah bendalir. Sekiranya molekul bergerak dari permukaan ke dalam cecair, daya interaksi intermolecular akan positif. Sebaliknya, untuk menarik beberapa molekul dari kedalaman cecair ke permukaan (iaitu, meningkatkan kawasan permukaan cecair), kuasa luar mesti membuat operasi positif δ A. Perubahan luar dalam δ S. Kawasan permukaan:

Daripada mekanik, diketahui bahawa keadaan keseimbangan sistem sesuai dengan nilai minimum tenaga yang berpotensi. Ia mengikuti bahawa permukaan bebas cecair bertujuan untuk mengurangkan kawasannya. Atas sebab ini, kejatuhan bebas cecair mengambil bentuk sfera. Cecair berkelakuan seolah-olah untuk tangen permukaannya terdapat daya yang mengurangkan (mengetatkan) permukaan ini. Kuasa-kuasa ini dipanggil kuasa ketegangan permukaan .

Kehadiran kuasa ketegangan permukaan menjadikan permukaan cecair yang serupa dengan filem yang diregangkan elastik, dengan satu-satunya perbezaan yang daya elastik dalam filem bergantung kepada kawasan permukaannya (iaitu, dari bagaimana filem itu cacat), dan permukaannya ketegangan tidak bergantung Dari permukaan permukaan cecair.

Sesetengah cecair, seperti air sabun, mempunyai keupayaan untuk membentuk filem nipis. Semua gelembung sabun terkenal mempunyai bentuk sfera yang betul - ini juga menunjukkan kesan daya ketegangan permukaan. Jika anda menjatuhkan bingkai wayar ke dalam penyelesaian sabun, satu sisi yang bergerak, maka semuanya akan menyeret filem cecair (Rajah 3.5.3).

Pasukan ketegangan permukaan berusaha untuk mengurangkan permukaan filem. Untuk keseimbangan sisi bergerak bingkai, adalah perlu untuk membuat kuasa luaran jika di bawah tindakan kuasa gawang bergerak ke δ x.Kemudian operasi akan dilakukan δ A. Vn \u003d. F. Vn δ. x. = Δ E P. = σΔ S.di mana δ. S. = 2L.Δ x. - Peningkatan kawasan permukaan kedua-dua belah filem sabun. Sejak modul kuasa dan yang sama, anda boleh menulis:

Oleh itu, pekali ketegangan permukaan σ boleh ditakrifkan sebagai modul kuasa ketegangan permukaan bertindak per unit panjang mengehadkan permukaan.

Oleh kerana tindakan daya ketegangan permukaan dalam titisan cecair dan dalam gelembung sabun, tekanan yang berlebihan timbul δ p.. Jika mental memotong kejatuhan radius sfera R. Untuk dua bahagian, masing-masing harus menjadi keseimbangan di bawah tindakan daya ketegangan permukaan yang digunakan untuk sempadan pemotongan 2π R. dan daya overpressure yang bertindak di kawasan π R. 2 bahagian (Rajah 3.5.4). Keadaan keseimbangan ditulis sebagai

Sekiranya kuasa-kuasa ini lebih besar daripada daya interaksi antara cecair itu sendiri, cecair membasahi Permukaan pepejal. Dalam kes ini, cecair mendekati permukaan pepejal di bawah beberapa sudut tajam θ, ciri pasangan ini, cecair adalah pepejal. Sudut θ dipanggil sudut serantau . Sekiranya interaksi di antara molekul cecair melebihi kekuatan interaksi mereka dengan molekul badan yang kukuh, maka sudut tepi θ ternyata menjadi bodoh (Rajah 3.5.5). Dalam kes ini, mereka mengatakan bahawa cecair itu tidak basah Permukaan pepejal. Untuk membasahi lengkapθ \u003d 0, bila full Non-Wagonθ \u003d 180 °.

Fenomena kapilari. Panggilan mendaki atau menurunkan cecair dalam tiub diameter kecil - kapilari. Membasuh cecair meningkat dalam kapilari yang diturunkan - hilang.

Dalam Rajah. 3.5.6 menggambarkan tiub kapilari beberapa jejari r., diturunkan oleh bahagian bawah dalam cecair pembasahan kepadatan ρ. Hujung atas kapilari terbuka. Pengangkatan cecair di kapilari berterusan sehingga kekuatan graviti yang bertindak pada tiang bendalir di kapilari tidak akan sama dengan modul penyelesaian yang terhasil F. Tentera ketegangan permukaan yang bertindak di sepanjang sempadan hubungan cecair dengan permukaan kapilari: F. T \u003d. F. n, di mana sahaja F. T \u003d. mg. = ρ h.π r. 2 g., F. H \u003d σ2π. r. Cos θ.

Ini membayangkan:

Dengan penuh jam tangan θ \u003d 180 °, cos θ \u003d -1 dan, oleh itu, h. < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Air hampir membasahi permukaan tulen kaca. Sebaliknya, merkuri tidak basah sepenuhnya permukaan kaca. Oleh itu, tahap merkuri dalam kapilari kaca diturunkan di bawah paras di dalam kapal.

24) Kesedaran: Definisi, jenis (penyejatan, mendidih), pengiraan jumlah haba untuk pengewapan dan pemeluwapan, haba spesifik pengewapan.

Penyejatan dan pemeluwapan. Penjelasan mengenai fenomena penyejatan berdasarkan idea tentang struktur molekul bahan tersebut. Haba spesifik pengewapan. Unitnya.

Fenomena penukaran cecair dalam stim dipanggil pengewapan.

Penyejatan -Process menguap yang berlaku dari permukaan terbuka.

Molekul cecair bergerak dengan kelajuan yang berbeza.. Jika sesetengah molekul berada di permukaan cecair, ia dapat mengatasi tarikan molekul bersebelahan dan terbang dari cecair. Running molekul membentuk pasangan. Dalam molekul bendalir yang tinggal, perubahan kelajuan. Sesetengah molekul pada masa yang sama memperoleh kelajuan yang mencukupi untuk terbang keluar dari cecair. Proses ini berterusan, jadi cecair menguap perlahan-lahan.

* Kadar penyejatan bergantung kepada genus cecair. Yang paling cepat menguap cecair di mana molekul tertarik dengan daya yang lebih kecil ..

* Penyejatan boleh berlaku pada mana-mana suhu. Tetapi untuk suhu tinggi Penyejatan berlaku lebih cepat .

* Kelajuan penyejatan bergantung kepada kawasan permukaannya.

* Dengan angin (aliran udara), penyejatan berlaku lebih cepat.

Apabila penyejatan, tenaga dalaman berkurangan, kerana Apabila disejat, cecair meninggalkan molekul pesat, oleh itu, halaju purata molekul yang tinggal dikurangkan. Ini bermakna jika tidak ada aliran masuk tenaga dari luar, suhu bendalir berkurangan.

Fenomena transformasi stim ke dalam cecair dipanggil pemeluwapan. Ia diiringi oleh tenaga.

Pemeluwapan pasangan menerangkan pembentukan awan. Pasangan air, naik di atas tanah, bentuk di lapisan sejuk atas awan, yang terdiri daripada titisan terkecil air.

Haba spesifik mengukus - Phys. Nilai yang menunjukkan jumlah haba yang diperlukan untuk menghidupkan cecair seberat 1 kg ke dalam pasangan tanpa perubahan suhu.

Ud. Pengewapan haba Menunjukkan dengan huruf l dan diukur dalam j / kg

Ud. Air pelbagai hangat: l \u003d 2.3 × 10 6 j / kg, alkohol l \u003d 0.9 × 10 6

Bilangan haba yang diperlukan untuk menukarkan cecair ke dalam pasangan: Q \u003d lm

Tukar tenaga dalaman gas dalam silinder tidak boleh berfungsi, tetapi juga pemanasan gas (Rajah 43). Sekiranya omboh itu tetap, jumlah gas tidak akan berubah, tetapi suhu, dan oleh itu, tenaga dalaman akan meningkat.
Proses memindahkan tenaga dari satu badan ke badan yang lain tanpa melakukan kerja dipanggil pertukaran haba atau pemindahan haba.

Tenaga yang dihantar oleh badan akibat pertukaran haba dipanggil jumlah haba. Jumlah kehangatan juga dipanggil tenaga yang diberikan oleh tubuh dalam proses pertukaran haba.

Corak molekul pertukaran haba. Apabila pertukaran haba di sempadan antara badan, perlahan-lahan bergerak molekul badan sejuk dengan molekul panas yang bergerak lebih cepat berlaku. Akibatnya, tenaga kinetik molekul disamakan dan kadar molekul badan sejuk meningkat, dan penurunan panas.

Dengan pertukaran haba, tidak ada penukaran tenaga dari satu bentuk ke bentuk yang lain: sebahagian daripada tenaga dalaman badan panas ditransmisikan oleh badan yang sejuk.

Jumlah kapasiti haba dan haba. Dari Kursus Fizik Kelas VII, diketahui bahawa untuk pemanasan badan yang menimbang M pada suhu T 1 hingga suhu T 2, adalah perlu untuk memberitahunya jumlah haba

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

Apabila badan disejukkan, suhu kekal T 2 adalah kurang daripada awal T 1 dan jumlah haba, yang diberikan oleh badan, adalah negatif.
Pekali C dalam Formula (4.5) dipanggil heat Spesifik. Kapasiti haba tertentu adalah jumlah haba yang menerima atau memberikan 1 kg bahan apabila suhu berubah oleh 1 K.

Kapasiti haba khusus dinyatakan dalam Joule yang dibahagikan dengan kilogram, didarabkan oleh Kelvin. Pelbagai badan memerlukan tenaga yang tidak sama rata untuk meningkatkan suhu dengan 1 K. Jadi, kapasiti haba khusus air ialah 4190 j / (kg · k), dan tembaga 380 j / (kg · k).

Kapasiti haba tertentu tidak hanya bergantung kepada sifat bahan, tetapi juga dari prosesnya dijalankan pemindahan haba. Jika anda memanaskan gas pada tekanan malar, ia akan berkembang dan bekerja. Untuk memanaskan gas pada 1 ° C pada tekanan malar, ia perlu menghantar lebih banyak haba daripada memanaskannya pada jumlah yang tetap.

Badan cecair dan pepejal berkembang sedikit, dan kapasiti haba khusus mereka pada jumlah tetap dan tekanan malar berbeza sedikit.

Haba spesifik pengewapan. Untuk menukar cecair ke dalam stim, ia memerlukan perubahan dalam jumlah haba tertentu. Suhu cecair tidak berubah dengan transformasi. Penukaran cecair ke dalam stim pada suhu malar tidak membawa kepada peningkatan tenaga kinetik molekul, tetapi disertai dengan peningkatan tenaga potensi mereka. Lagipun, jarak purata antara molekul gas banyak kali lebih daripada antara molekul cecair. Di samping itu, peningkatan dalam jumlah dalam peralihan bahan dari keadaan cecair ke dalam gas memerlukan kerja melakukan kerja-kerja terhadap kuasa-kuasa tekanan luaran.

Jumlah haba yang diperlukan untuk penukaran pada suhu yang terbalik 1 kg cecair ke dalam pasangan dipanggil haba spesifik pengewapan. Tunjukkan nilai ini huruf R dan nyatakan dalam joule per kilogram.

Haba spesifik pembentukan wap air sangat tinggi: 2,256 · 10 6 J / kg pada suhu 100 ° C. Lain-lain cecair (alkohol, eter, merkuri, minyak tanah, dll.) Haba spesifik pengewapan adalah kurang dari 3-10 kali.

Untuk transformasi ke dalam pasang cecair yang menimbang m memerlukan jumlah haba, sama:

Apabila pemeluwapan wap berlaku, jumlah yang sama haba

Q k \u003d -rm. (4.7)

Haba lebur tertentu. Apabila badan kristal cair, keseluruhan haba yang dibekalkan kepadanya akan meningkat kepada peningkatan tenaga molekul yang berpotensi. Tenaga kinetik molekul tidak berubah, kerana lebur berlaku pada suhu malar.

Jumlah haba λ (lambda), yang diperlukan untuk menukar 1 kg bahan kristal pada titik lebur dalam cecair suhu yang sama, dipanggil haba spesifik lebur.

Apabila penghabluran, 1 kg bahan dibezakan dengan tepat jumlah yang sama haba. Haba lebur ais spesifik agak besar: 3.4 · 10 5 j / kg.

Untuk mencairkan jisim badan kristal, jumlah haba diperlukan, sama:

Q pl \u003d λm. (4.8)

Jumlah haba yang dikeluarkan semasa penghabluran badan adalah sama dengan:

Q kr \u003d - λm. (4.9)

1. Apa yang dipanggil bilangan haba? 2. Apakah kapasiti haba spesifik bahan bergantung pada? 3. Apa yang dipanggil haba spesifik pengewapan? 4. Apa yang dipanggil haba spesifik lebur? 5. Dalam kes apa bilangan haba yang dihantar negatif?