Топлина. Измерване на температурата. Понятието топлина. PDF файл, създаден с пробна версия pdffactory www.pdffactory.com. Субективна

Физика за електроинженери ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Термология Лекционната презентация е подготвена за студентите от първа година по строително инженерство в Университета в Сечени на базата на учебника по висше образование „Агостон Будо” по висше образование, използвайки фигурите в учебника. Разпространението на презентацията под каквато и да е форма е без знанието, съгласието и намерението на оратора. Д-р Ferenc Giczi Széchenyi István University, Катедра по физика Győr, Egyetem tér. Субектив Понятието топлина Горещо, студено, хладно и др. Физическото значение на топлината става независимо от усещането за топлина. вечерно топлинно състояние Измерими физически величини Промяна в топлинното състояние ТЕМПЕРАТУРА КОЛИЧЕСТВО ТОПЛИНА Измерване на температурата Основен опит Свойствата на телата обикновено зависят от температурата. (размери на дължината, обем, плътност, еластични константи, електрическо съпротивление, оптичен индекс на пречупване и др.) Температурните разлики се изравняват. Могат да се получат добре възпроизводими температури. (напр. температурата на парата при врящ вкус на лед при дадено налягане и т.н.) 3 4

Линейно термично разширение на твърдите вещества l l αl (t t) l αl t t-t Удължението l-l, възникващо при промяна на температурата, е пропорционално на първоначалната дължина l и промяната на температурата (ако не е твърде голяма). Ако при t C l е дължината на пръта: ll (+ αt) 5 α: коефициент на линейно термично разширение α, 4/C мед 9 Обемно разширение на твърди изотропни тела 3α (tt) β (tt) Коефициентът на топлинна разширението е три пъти линейно. Корелацията между кухините и обема на мозъчния съд също е валидна. Температурна зависимост на плътността на изотропните тела ρ ρ ρ (t) + βt β, ако r е плътността на тялото при C. Практически аспекти на термичното разширение Практически аспекти на термичното разширение В случай на кристална драскотина: Термичното разширение е структурно свойство на материала. α Италиански като аморфна драскотина: парх. 9,6 6/C α, 6 6 α/C перпендикулярно. 6 6/C α Биметална лента α като месинг 6 8/C 6/C Сплави с ниско топлинно разширение (напр. Вътрешно, 64% Fe, 36% Ni): α 6/C Биметални термометри Термично разширение на измервателни пръти Термично разширение на мостове, пътни релси, тръбопроводи ермографи Термични релета Автоматични терморегулатори 3

Термично разширение на течностите до β (t t) t C: (+ βt) Коефициентът на топлинно разширение на обема е -5 пъти по-висок от този на твърдите вещества. Температурна зависимост на плътността на нагряваните течности b Определяне на метода на съдовия метод hgρ h gρ ρ ρ + βt ρ ρ ρ (t) + βt β по-общо: ако r е плътността на течността при C. (+ β t + β) t 3 h h β h t 4 Специфично поведение на вкуса z Промяна на обема на газ, нагрят при постоянно налягане Между вкуса и 4 C той се свива при нагряване, разширява се при нагряване над 4 C. Това обяснява защо през зимата застоялите води обикновено не замръзват до дъното. 5 Коефициентът на топлинно разширение е приблизително еднакъв за всички газове. (Вътрешна фракция на Gay-Lussac) Температурна зависимост на обема на газовете при постоянно налягане: (+ βt) обемът, принадлежащ на t C β 73,5 C 6 4

Промяна на налягането на постоянния обем на нагрятия газ Законът на Boyle-Mariotte Mariotte Газът при постоянна температура Коефициентът на термично разширение е приблизително еднакъв за всички газове. (Вътрешна фракция на Gay-Luss) Температурна зависимост на налягането на газовете при постоянен обем: pp (+ β t) p е налягането, свързано с CC β 73.5 C Продукт на налягането и обема на газ с определена маса и постоянна температура е постоянна. p константа Налягането и плътността на газ с определена маса и постоянна температура са право пропорционални един на друг. p C ρ Газовите термометри са базирани на Gay-Lussact. (-7 C) 7 8 Комбиниран закон за газовите пари Съществува връзка между детерминантите на газовото състояние: уравнение на термичното състояние p постоянна константа Абсолютна t температура pp (+ β t) β 73,5 pp (73,5 + t) 73,5 C (+ βt ) Вътрешна фракция на Gay-Lussa pp (+ β t) pp Фракция на Boyle-Mariotte pp (+ βt) ρ ρ 9 Температурна скала на Келин: 73.5 + Температурата, изразена в градуси по Келин, се нарича абсолютна температура ppp константа 73, 5 ИДЕАЛЕН ГАЗ t 5

Топлината като форма на енергия Началото на енергоспестяването Топлината може да се произвежда с цената на механична работа. Работата може да бъде изгорена с помощта на топлина. ТОПЛИННОТО КОЛИЧЕСТВО Е ФОРМА НА ЕНЕРГИЯТА КОЛИЧЕСТВОТО НА ТОПЛИНАТА Е ФОРМА НА ЕНЕРГИЯТА Електрическа, магнитна, химическа енергия, светлинна енергия, ядрена енергия и др W mgh m Q също може да се измери W A Q 4,86 J кал. Енергията не се генерира в никакъв процес, мозъкът се разрушава, той се трансформира само от една форма на енергия в друга. Общата енергия на затворена система е постоянна. Увеличаването на общата енергия на незатворена система е равно на сумата от енергиите, приложени към системата под каквато и да е форма отвън.5 Перпетуум подвижен не е възможен. 6 Първият закон на термодинамиката ердодинамичната система е твърдо тяло с дадена маса и качество на материала, течен мозъчен газ Напр. Идеалният газ Първият закон на термодинамиката е количеството Q топлина (p,) (p,). състояние. състояние EE (равновесие) състояние Детерминанти на състоянието (p,) уравнение на термичното състояние: f (p,) pn RW работа EEQ + W Промяната във вътрешната енергия на системата е равна на сумата от количеството топлина и работа съобщени на системата. 7 Всяко състояние на системата има специфична стойност на вътрешната енергия. E E (,) Функция на състоянието 8 7