תכונות החומר. חום סגולי

המחקר של תופעות תרמיות הנדרשים כניסתה של מושג פיזיקאי חום סגולי. למרות שלו הפכפך ותלוי בגורמים רבים, ערך זה מאפשר לך כדי להקל על החישובים לא רק במהלך הניסויים, אלא גם בפעילות הייצור המעשית.

המשמעות הפיסית של חום הסגולי, אשר ביחידות SI נמדד ג'ול לכל קילו-קלווין, הוא כמות החום (אנרגיה תרמית) נדרשה לשקלל חומר קילו אחד השתנה הטמפרטורה שלו על ידי אחד קלווין (מעלות).

עוצמת החום המבוקש מושפעת הטמפרטורה האמיתית של החומר. מים מחוממים ל 20 מעלות צלזיוס ו 60 מעלות צלזיוס, יש לו ערכים שונים המאפיינים את מדד נתון. לקבלת חומרים בסיסיים בם חושב ממחקרים ניסיוניים חום סגולי. הנוסחה כבר נגזר לקביעת תלות בין ערכים שונים. ביטוי מתמטי המשלב כמויות פיזיות מרובות. הראשונה היא היכולת החומה הסגולית עצם, אשר למען הפשטות נתפסה כמובנת מתמדת במחקר בתנאים סטנדרטיים. לפעמים זה מחושב עבור תנאי הפרט, למשל, עבור אדי מים (מים מחוממים לטמפרטורה של 373 מעלות קלווין או 100 מעלות צלזיוס). זה ואחריו ערך המציין את כמות החום המתקבלת (מסומן) חומר תחת חימום (קירור), המסה של מחוממת (מקורר) של החומר, הבדלי הטמפרטורה לפני ואחרי השלמת התהליך.

חום סגולי של חשיבות רבה בבחירת חומר מסוים כחומר בנייה לשימוש במערכות או מערכות חימום קירור שונות. זה כבר זמן רב ציין כי חומרים נתקלו באותה המסה, משמשים לחימום הכמות השונה של אנרגיה חומה. ציפויי אלומיניום, למשל כדי להשיג אספקת חום אחידה מן קרינת השמש הטבעית, ואת יתחממו יותר חזק מאשר אותו מבנים מעץ או גבס קונבנציונלי.

בהתחשב הבטון עם החום הסגולי של 1000 J / kg-K, אפשר להסיק כי החום של קילו אחד של חומר לכל קלווין דורש אנרגיה של 1000 ג'יי ווד כדי להשיג את אותו אפקט באמצעות פעמים יותר חום מאשר ליחידת המסה של בטון גז . זה לא רק משפיע על נוחות מיקרואקלים של החנות, אלא גם על התעריפים השונים של עיצובי התארכות הטמפרטורה.

מעניין במיוחד במונחים של תהליכים חילופיים חום הוא מים רגילים. על הדוגמה שלה ניתן לייחס באופן ברור, כי מדד "קיבולת חום סגולי" של כל חומר הוא בעל השפעה רבה על שלו ומצבו הפיזי. אם נמשיך את הדוגמה של מים, חשף דפוס מעניין. בשעת 0 מעלות צלזיוס במצב הנוזלי יש לו חום סגולי של 4218, ואת הטמפרטורה עולה ל 40 מעלות צלזיוס כבר 4178 kJ / (kg * K). אבל עבור טמפרטורת הקרח שלב 0 ° C קיבולת החום יורד לרמה של 2.11 kJ / (kg * K).

מים הם נוזלים עם החום הגבוה הספציפי. לצניחה הבאה במידה זו או נותן הוא סופג כמויות גדולות של חום מאשר כל חומר אחר. מים זה משמש כאשר יש צורך לספק חום מלאכותי.

להנוחיות, טבלת חישובים אחרים מאשר גרפי ביצועים הספציפיים מחושב חום עם משקל קילו אחד, יש עמודה נוספת הביטויים הנתונים מאפיין לליטר (או dm3) חומר. שימוש בטבלת הנתונים, מהנדסים ומעצבים לבצע את הבחירה של החומרים המתאימים ביותר למימוש התוכניות והרעיונות שלהם. עם כניסתו של חומרים חדשים בעלי תכונות ייחודיות הרחיב באופן משמעותי מגוון של אפשרויות, אבל אפילו חומרים פשוטים במחיר סביר הם לפעמים מסוגלים לגרום להם להתחרות.