Что означает формула q gm
Перейти к содержимому

Что означает формула q gm

  • автор:

Физика. 10 класс

Теплообмен. Другим способом изменения внутренней энергии термодинамической системы является теплообмен.

Теплообмен — самопроизвольный процесс передачи внутренней энергии от тела с большей температурой телу с меньшей температурой без совершения работы.

Теплообмен между контактирующими телами называют теплопередачей. За счёт переданной при этом энергии увеличивается внутренняя энергия одного тела и уменьшается внутренняя энергия другого. Если, например, привести в соприкосновение два тела с разными температурами, то частицы более нагретого тела будут передавать часть своей кинетической энергии частицам менее нагретого тела. В результате внутренняя энергия одного тела уменьшается, а другого увеличивается.

Таким образом, при теплопередаче не происходит превращения энергии из одной формы в другую: часть внутренней энергии более нагретого тела передаётся менее нагретому.

От теории к практике

Выберите верное утверждение.

1. Произошла теплопередача — значит, изменилась внутренняя энергия тела.

2. Внутренняя энергия тела изменилась — значит, произошла теплопередача.

Формула количества теплоты

Калькулятор для нахождения величин, входящих в формулу количества теплоты. Искомой величиной может быть: количество теплоты, удель­ная теп­ло­ём­кость ве­щества, масса тела, на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра, конечная темпе­ра­ту­ра

Для начала несколько определений:

  • Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется количеством теплоты или просто теплотой. Единица измерения в Международной системе единиц (СИ) — джоуль. Как единица измерения теплоты используется также калория.
  • Удельная теплоёмкость — отношение теплоёмкости к массе, теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ); физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу.

Формула расчета удельной теплоемкости
,
где c — удельная теплоёмкость,
Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),
m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,
ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоёмкость может зависеть (и в принципе, строго говоря, всегда, более или менее сильно, зависит) от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) и :

Кроме того, на значение удельной теплоёмкости влияют и другие термодинамические параметры. например то, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т.д.)

В школьных задачах по физике обычно используют постоянное значение теплоемкости того или иного вещества, и формула для расчета количества теплоты выглядит следующим образом:

Нахождение количества теплоты по этой формуле — это так называемая прямая задача, но неизвестной может быть также и любая другая величина в формуле: удельная теплоемкость, масса тела, начальная температура, конечная температура. Формулы для их нахождения выводятся тривиально.

Калькулятор ниже позволяет задать какую именно величину вы ищете и рассчитывает ее по остальным введенным параметрам.

Понятие расхода. Характеристики потока среды

Расход — это количество жидкости, газа или пара, проходящее в единицу времени через поперечное сечение трубопровода, канала При этом количество среды, измеренное в объемных единицах, называют объемным расходом, а в массовых — массовым.

Объемный расход определяется по формуле:

Q = V • S,

где Q — объемный расход;
V — скорость потока;
S — площадь поперечного сечения потока.

Массовый расход определяется через плотность и объемный расход:

Qm = Q • ρ,

где Qm — массовый расход;
ρ — плотность измеряемой среды.

Как правило, в качестве объемных единиц измерения количества среды используют: литр (л), кубический сантиметр (см³) и кубический метр (м³); а массовых — грамм (г), килограмм (кг) и тонну (т).

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА:

Наиболее важными характеристиками потока, влияющими на характер движения среды, являются:

  • скорость потока;
  • плотность измеряемой среды;
  • вязкость измеряемой среды.

Вязкостью (динамической) называют физическое свойство текучей среды, характеризующее внутреннее трение между ее слоями. Единицей измерения вязкости является Пуаз (П), вязкость маловязких жидкостей и газов измеряют в сотых долях Пуаза — сантипуазах (сП).

Наряду с динамической вязкостью используют величину, называемую кинематической вязкостью:

где ν — кинематическая вязкость;
µ — вязкость.

Единицей измерения кинематической вязкости служит Стокс (Ст), на практике чаще используется его сотая часть — сантистокс (сСТ).

Вязкость жидких сред с увеличением температуры уменьшается, причем для различных жидкостей данная зависимость различна. В то же время, вязкость жидких сред зависит и от давления, обычно возрастая при его увеличении. Однако, при давлениях, встречающихся в большинстве случаев (до 20 МПа), это изменение незначительно и, как правило, не учитывается.

Для газообразных сред зависимость вязкости от давления и от температуры весьма существенна: с увеличением давления кинематическая вязкость газов уменьшается, а с увеличением температуры — увеличивается.

ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ:

Скорость потока, вязкость и плотность жидкости определяют режим движения жидкости в трубопроводе. Исследование вопроса о механизме движения сред привело к заключению о существовании двух режимов движения жидкости:

  • ламинарный режим движения наблюдается при малых скоростях, когда отдельные слои среды движутся параллельно друг другу без перемешивания частиц;
  • турбулентный режим движения наблюдается при больших скоростях потока и характеризуется интенсивным перемешиванием частиц.

Критерием оценки обоих режимов является число Рейнольдса:

Re = (V • D • ρ)/µ = (V • D)/ν,

где Re — число Рейнольдса;
D — внутренний диаметр трубопровода.

На практике, как правило, при движении жидкостей, газов и пара в трубопроводах реализуется турбулентный режим движения. Ламинарный же режим присутствует при малых скоростях потока или движении высоковязких жидкостей.

Как показано на рисунке выше, эпюра распределения скоростей по сечению трубопровода при ламинарном течении имеет параболический характер, скорость потока в центре трубопровода выше, чем у его стенок. При турбулентном же режиме эпюра скоростей имеет более сглаженный характер. Закон распределения скорости по сечению трубопровода играет важную роль при определении действительного расхода среды. Так как данный закон в большинстве случаев неизвестен, используется определение средней скорости потока — скорость, с которой должны двигаться через поперечное сечение потока все частицы, чтобы расход среды был равен расходу, полученному с действительными неодинаковыми для различных частиц скоростями.

В зависимости от принципа измерения, осреднение скорости потока производится либо конструктивным путем, либо вытекает из самого принципа измерения. «Качество» осреднения скорости потока напрямую влияет на точность работы расходомера.

При прохождении потока среды через местные сопротивления (колена, тройники, клапаны ) нарушается распределение скорости потока по сечению трубопровода (поток дестабилизируется). Поэтому, как правило, после местных сопротивлений перед расходомером необходимо выдержать прямой участок для стабилизации потока, в противном случае погрешность измерений может увеличиться. Как правило, для современных расходомеров прямой участок «до» составляет порядка 5…20 DN. Более детальные данные о величине прямых участков приводятся в техническом описании конкретного прибора.

Что означает формула q gm

Удельная теплота сгорания топлива

Удельная теплота сгорания топлива

q

Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг

Формула для вычисления

q = Q / m

[Дж/Кг]

Теплота сгорания топлива

Q = q m [Дж]

Пример данной величины для любого вещества

Что означает эта величина

Для бензина q = 4,6 · 10 7 Дж/Кг

При полном сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты, равное 4,6 · 10 7 Дж

Пример решения задач:

  1. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 10 кг древесного угля?

q = 3,4 * 10 7 Дж/кг

Количество теплоты, которое выделится при полном сгорании 10 кг древесного угля рассчитывается по формуле теплоты сгорания топлива:

Q = q m

Q = 3,4 *10 7 Дж/кг* 10 кг=0,34 * 10 7 Дж =3,4 * 10 6 Дж= 3,4 МДж

  1. Масса заряда пороха в патроне пулемета равна 3,2 г. Какое количество теплоты выделяется при каждом выстреле?

q = 0,38 * 10 7 Дж/кг

Количество теплоты, которое выделится при полном сгорании 3,2*10 -3 кг пороха рассчитывается по формуле теплоты сгорания топлива:

Q = q m

Q = 0,38 *10 7 Дж/кг * 3,2*10 -3 кг=1,216 * 10 4 Дж =12,16 * 10 3 Дж= 12,16 кДж

  1. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании керосина объемом 4 л?

q = 4,6 * 10 7 Дж/кг

Количество теплоты, которое выделится при полном сгорании 4 л керосина рассчитывается по формуле теплоты сгорания топлива:

Q = q m

Но неизвестна масса керосина m

Масса вычисляется по формуле

m = р* V

подставим в формулу и получим

Q = q* р* V

1 м 3 = 1000 л → 1л = 0,001 м 3 = 10 -3 м 3

V = 4 л = 4*10 -3 м 3

Подставим в полученную формулу:

Q = 4,6*10 7 Дж/кг * 800кг/м 3 * 4*10 -3 м 3 = 14720*10 4 Дж = 147,2*10 6 Дж = 147,2 МДж

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *