В чем измеряется теплота: Единицы теплоты

Содержание

Единицы теплоты

 

“…- Сколько попугаев в тебе поместится, такой у тебя рост.
– Очень надо! Я не стану глотать столько попугаев!…”

Из м/ф “38 попугаев”

В соответствии с международными правилами СИ (международная система единиц измерения) количество тепловой энергии или количество тепла измеряется в Джоулях [Дж], также существуют кратные единицы килоДжоуль [кДж] = 1000 Дж., МегаДжоуль [МДж] = 1 000 000 Дж, ГигаДжоуль [ГДж] = 1 000 000 000 Дж. и пр. Эта единица измерения тепловой энергии является основной международной единицей и наиболее часто используется при проведении научных и научно-технических расчётов.

Однако, все из нас знают или хотя бы раз слышали и другую единицу измерения количества теплоты (или просто тепла) это калория, а также килокалория, Мегакалория и Гигакалория, что означают приставки кило, Гига и Мега, смотреть пример с Джоулями выше. В нашей стране исторически сложилось так, что при расчёте тарифов за отопление,  будь то отопление электроэнергией, газовыми или пеллетными котлами принято считать стоимость именно одной Гигакалории тепловой энергии.

Так что же такое Гигакалория, килоВатт, килоВатт*час или килоВатт/час и Джоули и как они связаны между собой?, вы узнаете в этой статье.

Итак, основная единица тепловой энергии это, как уже было сказано, Джоуль. Но прежде чем говорить об единицах измерения необходимо в принципе на бытовом уровне разъяснить что такое тепловая энергия и как и для чего её измерять.

Всем нам с детства известно, чтобы согреться (получить тепловую энергию) нужно что-то поджечь, поэтому все мы жгли костры, традиционное топливо для костра – это дрова.  Таким образом, очевидно, при горении топлива (любого: дрова, уголь, пеллеты, природный газ, солярка) выделяется тепловая энергия (тепло).  Но, чтобы нагреть, к примеру, различные объёмы воды требуется разное количество дров (или иного топлива). Ясно, что для нагрева двух литров воды достаточно нескольких пален в костре, а чтобы приготовить полведра супа на весь лагерь, нужно запастись несколькими вязанками дров. Чтобы не измерять такие строгие технические величины, как количество теплоты и теплота сгорания топлива вязанками дров и вёдрами с супом, теплотехники решили внести ясность и порядок и договорились выдумать единицу количества теплоты. Чтобы эта единица была везде одинаковая её определили так: для нагрева одного килограмма воды на один градус при нормальных условиях (атмосферном давлении) требуется 4 190 калорий, или 4,19 килокалории, следовательно, чтобы нагреть один грамм воды будет достаточно в тысячу раз меньше теплоты – 4,19 калории.

Калория связана с международной единицей тепловой энергии – Джоулем следующим соотношением:

1 калория = 4,19 Джоуля.

Таким образом, для нагрева 1 грамма воды на один градус потребуется 4,19 Джоуля тепловой энергии, а для нагрева одного килограмма воды 4 190 Джоулей тепла.

В технике, наряду с единицей измерения тепловой (и всякой другой) энергии существует единица мощности и, в соответствии с международной системой (СИ) это Ватт. Понятие мощности также применимо и к нагревательным приборам. Если нагревательный прибор способен отдать за 1 секунду 1 Джоуль тепловой энергии, то его мощность равна 1 Ватт.  Мощность, это способность прибора производить (создавать) определённое количество энергии (в нашем случае тепловой энергии) в единицу времени. Вернёмся к нашему примеру с водой, чтобы нагреть один килограмм (или один литр, в случае с водой килограмм равен литру) воды на один градус Цельсия (или Кельвина, без разницы) нам потребуется мощность  1 килокалория или 4 190 Дж. тепловой энергии. Чтобы нагреть один килограмм воды за 1 секунду времени на 1 грдус нам нужен прибор следующей мощности:

4190 Дж./1 с. = 4 190 Вт. или 4,19 кВт.

Если мы хотим нагреть наш килограмм воды на 25 градусов за ту же секунду, то нам потребуется мощность в двадцать пять раз больше т.е.

4,19*25 =104,75 кВт.

Таким образом, можно сделать вывод, что пеллетный котёл мощностью 104,75 кВт. нагревает 1 литр воды на 25 градусов за одну секунду.

Раз мы добрались до Ватт и килоВатт, следует и о них словечко замолвить. Как уже было сказано Ватт – это единица мощности, в том числе и тепловой мощности котла, но ведь кроме пеллетных котлов и газовых котлов человечеству знакомы и электрокотлы, мощность которых измеряется, разумеется, в тех же килоВаттах и потребляют они не пеллеты и не газ, а электроэнергию,  количество которой измеряется в килоВатт часах. Правильное написание единицы энергии килоВатт*час (именно, килоВатт умножить на час, а не разделить), запись кВт/час – является ошибкой!

В электрокотлах электрическая энергия преобразуется в тепловую (так называемое, Джоулево тепло), и , если котёл потребил 1 кВт*час электроэнергии, то сколько же он выработал тепла? Чтобы ответить на это простой вопрос, нужно выполнить простой расчёт.

Преобразуем килоВатты  в  килоДжоули/секунды (килоДжоуль в секунду), а часы в секунды: в одном часе 3 600 секунд, получим:

1 кВт*час =[ 1 кДж/с]*3600 c.=1 000 Дж *3600 с = 3 600 000 Джоулей или 3,6 МДж.

Итак,

1 кВт*час = 3,6 МДж.

В свою очередь, 3,6 МДж/4,19 = 0,859 Мкал = 859 ккал = 859 000 кал. Энергии (тепловой).

Теперь перейдём к Гигакалории, цену которой на различных видах топлива любят считать теплотехники.

1 Гкал = 1 000 000 000 кал.

1 000 000 000 кал. = 4,19*1 000 000 000 = 4 190 000 000 Дж.= 4 190 МДж. = 4,19 ГДж.

Или зная, что 1 кВт*час = 3,6 МДж пересчитаем 1 Гигакалорию на килоВатт*часы:

1 Гкал =  4190 МДж/3,6 МДж = 1 163 кВт*часов!

 

Если прочитав данную статью вы решили, проконсультироваться со специалистом нашей компании по любому вопросу, связанному с теплоснабжением, то вам Сюда!

 

 

 

 

Измерение количества теплоты — урок.

Физика, 8 класс.

При расчёте задач в современной физике единицей измерения энергии и теплоты является джоуль. Эта единица измерения введена в \(1889\) году.

Калорию как единицу измерения тепла предложил Йохан Карл Вильке (\(1732\)-\(1796\)) — шведский физик-экспериментатор. Он измерил удельную теплоёмкость твёрдых тел в \(1772\) году. Более века калория являлась единственной признанной наукой единицей измерения количества тепловой энергии.

Калория — это количество теплоты, которое необходимо для нагревания \(1\) г воды на \(1\)°С.

\(1\) кал \(= 4,19\) Дж \(≈ 4,2\) Дж.

Термин «калория» (от латинского «calor» — тепло) ввёл в научный оборот французский химик Николя Клеман-Дезорм (\(1779—1842\)).

 

Николя Клеман-Дезорм

 

Его определение калории как единицы измерения тепла было впервые опубликовано в \(1824\) году в журнале «Le Producteur», а во французских словарях оно появилось в \(1842\) году.

Однако задолго до появления этого термина были сконструированы первые калориметры — приборы для измерения теплоты.

 

Первый калориметр изобрёл английский химик Джозеф Блэк и в \(1759—1763\) годах с его помощью определил теплоёмкости разных веществ, скрытую теплоту плавления льда и испарения воды.

 

Джозеф Блэк

 

Изобретением Д. Блэка воспользовались знаменитые французские учёные Антуан Лоран Лавуазье (\(1743—1794\)) и Пьер Симон Лаплас (\(1749—1827\)).

 

Антуан Лоран Лавуазье

 

Пьер Симон Лаплас

 

В \(1780\) году они начали серию калориметрических экспериментов, которые позволили измерить тепловую энергию.

Это понятие встречается ещё в \(XVIII\) веке в трудах шведского физика Иоганна Карла Вильке (\(1732—1796\)), который занимался исследованием электрических, магнитных и тепловых явлений и задумывался об эквивалентах, в которых можно измерять тепловую энергию.

 

Иоганн Карл Вильке

 

Устройство, которое впоследствии начали называть калориметром, Лавуазье и Лаплас использовали, чтобы измерять количество теплоты, выделяющееся в различных физических, химических и биологических процессах. Тогда ещё не было точных термометров, поэтому для измерения теплоты приходилось идти на ухищрения.

 

 

Первый калориметр был ледяным. Внутренняя полая камера, куда помещали объект, излучающий тепло (например, мышку), была окружена рубашкой, заполненной льдом или снегом. А ледяная рубашка, в свою очередь, была окружена воздушной, чтобы лёд не плавился под действием внешнего нагрева. Тепло от объекта внутри калориметра нагревало и плавило лёд. Взвешивая талую воду, стекавшую из рубашки в специальный сосуд, исследователи определяли теплоту, выделенную объектом.

Этот прибор позволил Лавуазье и Лапласу измерить теплоту многих химических реакций: сгорания угля, водорода, фосфора, чёрного пороха. Своими работами они заложили основы термохимии и сформулировали её основной принцип:

Всякие тепловые изменения, которые испытывает какая-нибудь материальная система, переменяя своё состояние, происходят в обратном порядке, когда система вновь возвращается в своё первоначальное состояние.

Иными словами, чтобы разложить воду на водород и кислород, надо затратить столько же энергии, сколько выделяется при реакции водорода с кислородом с образованием воды.

В том же \(1780\) году Лавуазье поместил в калориметр морскую свинку. Тепло от её дыхания растапливало снег в рубашке. Потом последовали и другие эксперименты, которые имели огромное значение для физиологии.

Тогда-то Лавуазье высказал мысль, что дыхание животного подобно горению свечи, за счёт которого в организме поддерживается необходимый запас тепла. Он также впервые связал три важнейшие функции живого организма: дыхание, питание и транспирацию (испарение воды). Видимо, с тех пор и заговорили о том, что пища сгорает в нашем организме.

 

В \(XIX\) веке благодаря стараниям знаменитого французского химика Марселена Бертло (\(1827—1907\)), который опубликовал более 200 работ по термохимии, точность калориметрических методов сильно повысилась и появились более совершенные приборы — водяной калориметр и герметичная калориметрическая бомба.

 

Марселен Бертло

 

Последний прибор нам особенно интересен, потому что в нём можно измерять теплоту, выделяемую при очень быстрых реакциях — горении и взрыве.

 

 

Навеску сухого исследуемого вещества насыпают в тигель, помещают внутри бомбы и герметично закрывают этот сосуд. Затем вещество поджигают электрической искрой. Оно сгорает, отдавая тепло воде в окружающей его водяной рубашке. Термометры позволяют точно фиксировать изменение температуры воды.

В похожем калориметре в тридцатых годах \(XIX\) века проводил первые опыты с пищей знаменитый немецкий химик Юстус фон Либих (\(1803—1873\)), который разделял идеи Лавуазье о том, что пища — это топливо для организма, как дрова для печки.

 

Юстус фон Либих

 

Юлиус фон Майер

 

Либих назвал эти дрова: белки, жиры и углеводы. Он сжигал навески пищи в калориметре и измерял выделившееся тепло. На основании результатов этих опытов Либих вместе со своим коллегой Юлиусом фон Майером составил первые в мире таблицы калорийности продуктов питания и на их основе попытался рассчитать научно обоснованный рацион для прусских солдат.

Знаменитым последователем Юстуса фон Либиха стал американский агрохимик Уилбур Олин Этуотер (\(1844—1907\)).

 

Уилбур Олин Этуотер

 

Этуотер первым додумался измерять энергоёмкость компонентов пищи и придумал схему подсчёта калорийности любых продуктов питания. Ему не пришлось начинать с нуля. Три года (\(1869—1871\)) Этуотер провёл в Германии, где изучал опыт европейских коллег-агрохимиков. Здесь он не только вдохновился идеями физиологической калориметрии, посеянными Либихом, но и освоил некоторые методики эксперимента.

Сегодня Этуотера называют отцом диетологии. Значения калорийности углеводов (\(4\) ккал/г), белков (\(4\) ккал/г) и жиров (\(9\) ккал/г) впервые экспериментально получил Этуотер. Но и теперь, спустя сто двадцать лет, диетологи используют эти цифры при подсчёте энергетической ценности продуктов питания. Система Этуотера по сей день лежит в основе маркировки продуктов. И в этом смысле, как верно подметил кто-то из журналистов, Уилбур Этуотер — самый цитируемый учёный в мире.

Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) • Термодинамика — теплота • Определения единиц • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Термодинамика — теплота

Термодинамика — раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. Термодинамика определяет макроскопические переменные (называемые также термодинамическими переменными), такие как температура, энтропия и давление, которые описывают усредненные свойства материальных тел и излучение, их соотношения и законы, регулирующие их изменения.

Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе)

Удельная теплота сгорания топлива по массе определяет количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы массы топлива. Удельная теплота сгорания измеряется в Дж/кг или кал/кг.

Удельный расход топлива — единица измерения, используемая на транспорте и обозначающая расход единицы топлива на единицу мощности. Она позволяет сравнить топливную эффективность различных двигателей, работающих на различных режимах. В системе СИ удельный расход топлива выражается в килограммах топлива на киловатт-час.

Использование конвертера «Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе)»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.
Примечание. В связи с ограниченной точностью преобразования возможны ошибки округления. В этом конвертере целые числа считаются точными до 15 знаков, а максимальное количество цифр после десятичной запятой или точки равно 10. », то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube

Качество природного газа, который подается потребителям

Качество природного газа — это соответствие значений его физико-химических показателей установленным нормативными документами.

Согласно межгосударственному ГОСТ 5542-87 «Газы ГОРЮЧИЕ ПРИРОДНЫЕ ДЛЯ промышленного и комунально-бытового назначения. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ», по физико-химическим показателям природные горючие газы должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице.

Наименование показателя Норма Метод испытания
1. Теплота сгорания низшая, МДж/м3 (ккал/м3), при 20°С 101,325 кПа, не менее 31,8
(7600)
ГОСТ 27193-86
ГОСТ 22667-82
ГОСТ 10062-75
2. Область значений числа Воббе (высшего), МДж/м3 (ккал/м3) 41,2-54,5
(9850-13000)
ГОСТ 22667-82
3. Допустимое отклонение числа Воббе от номинального значения, %, не более 5
4. Массовая концентрация сероводорода, г/м3, не более 0,02 ГОСТ 22387.2-83
5. Массовая концентрация меркаптановой серы, г/м3, не более 0,036 ГОСТ 22387.2-83
ГОСТ 22387.3-77
6. Объемная доля кислорода, %, не более 1,0 ГОСТ 23781-83
7. Масса механических примесей в 1 м3, г, не более 0,001 ГОСТ 22387.4-77
8. Интенсивность запаха газа при объемной доле 1% в воздухе, балл, не менее 3 ГОСТ 22387.5-77

Определения качественных показателей газа, поступающего в Украину, то есть определения соответствия его физико-химических показателей (далее — ФХП) тем, которые обусловлены контрактами, осуществляется на газоизмерительных станциях и пунктах измерения расхода газа (ГИС и ПИРГ), которые расположены на входе магистральных газопроводов в Украину. ГИС и ПИРГ оснащены современными основными и дублирующими автоматизированными комплексами учета газа с фискальным энергонезависимым архивом количества и компонентного состава газа, а также вмешательств. Определение ФХП газа, поступающего на территорию Украины, проводится ежесуточно в химико-аналитических лабораториях и с помощью потоковых хроматографов, установленных на ГВС.

Контроль за работой измерительных комплексов и поступлением газа в украинскую ГТС осуществляется представителями Национальной акционерной компании «Нафтогаз Украины»,
которые постоянно находятся на каждой ГВС. ФХП газа, поступающего из газотранспортной системы к газораспределительным сетям, измеряются и контролируются на газораспределительных станциях (ГРС), которые установлены на выходе из газотранспортной системы. Для проведения анализа качества газа в ДК «Укртрансгаз» создана 69 химико-аналитических лабораторий, аккредитованных и аттестованных Госпотребстандартом. Все химико-аналитические лаборатории соответствуют санитарным нормам, правилам и требованиям охраны труда и противопожарной безопасности, оснащены современным оборудованием — хроматографами, фотоколориметром, влагомерами, гигрометрами, весами аналитическими т.д…..

Проверка качества газа, поступающего из газотранспортной системы в газораспределительных сетей проводится один раз в неделю. Результаты анализа ФХП газа оформляются в виде протокола качества газа, который утверждается руководителем линейно-производственного управления ДК «Укртрансгаз», один экземпляр которого предоставляется предприятиям, осуществляющим эксплуатацию газораспределительных сетей.

Взаимоотношения между газоснабжающими организациями и потребителями юридическими лицами,
обусловлены «Правилами учета газа во время его транспортировки газораспределительными сетями, поставки и потребления», утвержденных приказом Минэнергоугля от 27.12.2005 № 618 и зарегистрированные в Министерстве юстиции Украины 26.01.2006 за № 67 / 11941, а именно касающиеся качества газа, то согласно пункту 5.19. Стороны договора могут осуществлять контроль и присутствовать при выполнении работ по определению физико-химических показателей газа.

Проверку качества (калорийности) природного газа, использует населения, может быть осуществлено по заявлению граждан,
на условиях, предусмотренных постановлением КМУ от 9 декабря 1999г. N 2246 и постановлением НКРЭ Украины от 29 декабря 2003 года № 476 «Об утверждении Порядка возмещения убытков, причиненных потребителю природного газа вследствие нарушения газоснабжающей или газотранспортной организацией« Правил предоставления населению услуг по газоснабжению».

То есть, в случае возникновения сомнений, потребитель может самостоятельно заказать проведение дополнительного анализа ФХП газа.

Кроме того, анализ качества природного газа в нефтегазовой отрасли Украины в течение почти 20 лет выполняет УкрНИИгаз, на который с 1999 года были возложены функции отраслевого Центра по контролю качества газа Национальной акционерной компании «Нафтогаз Украины».

По результатам анализов этого Центра теплота сгорания ниже (калорийность) природного газа на территории Украины меняется в пределах 8 000-8250 ккал/м3, что превышает значение калорийности газа, установленные ГОСТ 5542-87 — не ниже 7600 ккал/м3.

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

В 2021 году казахстанские школьники будут сдавать по-новому Единое национальное тестирование. Помимо того, что главный школьный экзамен будет проходить электронно, выпускникам предоставят возможность испытать свою удачу дважды. Корреспондент zakon. kz побеседовал с вице-министром образования и науки Мирасом Дауленовым и узнал, к чему готовиться будущим абитуриентам.

— О переводе ЕНТ на электронный формат говорилось не раз. И вот, с 2021 года тестирование начнут проводить по-новому. Мирас Мухтарович, расскажите, как это будет?

— По содержанию все остается по-прежнему, но меняется формат. Если раньше школьник садился за парту и ему выдавали бумажный вариант книжки и лист ответа, то теперь тест будут сдавать за компьютером в электронном формате. У каждого выпускника будет свое место, огороженное оргстеклом.

Зарегистрироваться можно будет электронно на сайте Национального центра тестирования. Но, удобство в том, что школьник сам сможет выбрать дату, время и место сдачи тестирования.

Кроме того, в этом году ЕНТ для претендующих на грант будет длиться три месяца, и в течение 100 дней сдать его можно будет два раза.

— Расскажите поподробнее?

— В марте пройдет тестирование для желающих поступить на платной основе, а для претендующих на грант мы ввели новые правила. Школьник, чтобы поступить на грант, по желанию может сдать ЕНТ два раза в апреле, мае или в июне, а наилучший результат отправить на конкурс. Но есть ограничение — два раза в один день сдавать тест нельзя. К примеру, если ты сдал ЕНТ в апреле, то потом повторно можно пересдать его через несколько дней или в мае, июне. Мы рекомендуем все-таки брать небольшой перерыв, чтобы еще лучше подготовиться. Но в любом случае это выбор школьника.

— Система оценивания останется прежней?

— Количество предметов остается прежним — три обязательных предмета и два на выбор. Если в бумажном формате закрашенный вариант ответа уже нельзя было исправить, то в электронном формате школьник сможет вернуться к вопросу и поменять ответ, но до того, как завершил тест.

Самое главное — результаты теста можно будет получить сразу же после нажатия кнопки «завершить тестирование». Раньше уходило очень много времени на проверку ответов, дети и родители переживали, ждали вечера, чтобы узнать результат. Сейчас мы все автоматизировали и набранное количество баллов будет выведено на экран сразу же после завершения тестирования.
Максимальное количество баллов остается прежним — 140.

— А апелляция?

— Если сдающий не будет согласен с какими-то вопросами, посчитает их некорректными, то он сразу же на месте сможет подать заявку на апелляцию. Не нужно будет ждать следующего дня, идти в центр тестирования, вуз или школу, все это будет электронно.

— С учетом того, что школьникам не придется вручную закрашивать листы ответов, будет ли изменено время сдачи тестирования?

— Мы решили оставить прежнее время — 240 минут. Но теперь, как вы отметили, школьникам не нужно будет тратить час на то, чтобы правильно закрасить лист ответов, они спокойно смогут использовать это время на решение задач.

— Не секрет, что в некоторых селах и отдаленных населенных пунктах не хватает компьютеров. Как сельские школьники будут сдавать ЕНТ по новому формату?

— Задача в том, чтобы правильно выбрать время и дату тестирования. Центры тестирования есть во всех регионах, в Нур-Султане, Алматы и Шымкенте их несколько. Школьники, проживающие в отдаленных населенных пунктах, как и раньше смогут приехать в город, где есть эти центры, и сдать тестирование.

— На сколько процентов будет обновлена база вопросов?

— База вопросов ежегодно обновляется как минимум на 30%. В этом году мы добавили контекстные задания, то что школьники всегда просили. Мы уделили большое внимание истории Казахстана и всемирной истории — исключили практически все даты. Для нас главное не зазубривание дат, а понимание значения исторических событий. Но по каждому предмету будут контекстные вопросы.

— По вашему мнению система справится с возможными хакерскими атаками, взломами?

— Информационная безопасность — это первостепенный и приоритетный вопрос. Центральный аппарат всей системы находится в Нур-Султане. Связь с региональными центрами сдачи ЕНТ проводится по закрытому VPN-каналу. Коды правильных ответов только в Национальном центре тестирования.

Кроме того, дополнительно через ГТС КНБ (Государственная техническая служба) все тесты проходят проверку на предмет возможного вмешательства. Здесь все не просто, это специальные защищенные каналы связи.

— А что с санитарными требованиями? Нужно ли будет школьникам сдавать ПЦР-тест перед ЕНТ?

— ПЦР-тест сдавать не нужно будет. Требование по маскам будет. При необходимости Центр национального тестирования будет выдавать маски школьникам во время сдачи ЕНТ. И, конечно же, будем измерять температуру. Социальная дистанция будет соблюдаться в каждой аудитории.

— Сколько человек будет сидеть в одной аудитории?

— Участники ЕНТ не за семь дней будут сдавать тестирование, как это было раньше, а в течение трех месяцев. Поэтому по заполняемости аудитории вопросов не будет.

— Будут ли ужесточены требования по дисциплине, запрещенным предметам?

— Мы уделяем большое внимание академической честности. На входе в центры тестирования, как и в предыдущие годы, будут стоять металлоискатели. Перечень запрещенных предметов остается прежним — телефоны, шпаргалки и прочее. Но, помимо фронтальной камеры, которая будет транслировать происходящее в аудитории, над каждым столом будет установлена еще одна камера. Она же будет использоваться в качестве идентификации школьника — как Face ID. Сел, зарегистрировался и приступил к заданиям. Мы применеям систему прокторинга.

Понятно, что каждое движение абитуриента нам будет видно. Если во время сдачи ЕНТ обнаружим, что сдающий использовал телефон или шпаргалку, то тестирование автоматически будет прекращено, система отключится.

— А наблюдатели будут присутствовать во время сдачи тестирования?

— Когда в бумажном формате проводили ЕНТ, мы привлекали очень много дежурных. В одной аудитории было по 3-4 человека. При электронной сдаче такого не будет, максимум один наблюдатель, потому что все будет видно по камерам.

— По вашим наблюдениям школьники стали меньше использовать запрещенные предметы, к примеру, пользоваться телефонами?

— Практика показывает, что школьники стали ответственнее относиться к ЕНТ. Если в 2019 году на 120 тыс. школьников мы изъяли 120 тыс. запрещенных предметов, по сути у каждого сдающего был телефон. То в прошлом году мы на 120 тыс. школьников обнаружили всего 2,5 тыс. телефонов, и у всех были аннулированы результаты.

Напомню, что в 2020 году мы также начали использовать систему искусственного интеллекта. Это анализ видеозаписей, который проводится после тестирования. Так, в прошлом году 100 абитуриентов лишились грантов за то, что во время сдачи ЕНТ использовали запрещенные предметы.

— Сколько средств выделено на проведение ЕНТ в этом году?

Если раньше на ЕНТ требовалось 1,5 млрд тенге из-за распечатки книжек и листов ответов, то сейчас расходы значительно сокращены за счет перехода на электронный формат. Они будут, но несущественные.

— Все-таки почему именно в 2021 году было принято решение проводить ЕНТ в электронном формате. Это как-то связано с пандемией?

— Это не связано с пандемией. Просто нужно переходить на качественно новый уровень. Мы апробировали данный формат на педагогах школ, вы знаете, что они сдают квалификационный тест, на магистрантах, так почему бы не использовать этот же формат при сдаче ЕНТ. Тем более, что это удобно, и для школьников теперь будет много плюсов.

Теплота — Количество — Единицы измерения

Количество теплоты, передаваемой в единицу времени через произвольную поверхность, оценивается тепловым потоком Q, единицей измерения которого служит ватт вт).  [c.245]

При изучении механических явлений достаточно ввести только три независимые основные единицы измерения—для длины, массы (или сипы) и времени. Этими единицами можно обойтись также и при изучении тепловых и даже электрических явлений. Из физики известно, что размерности тепловых и электрических величин можно выразить через L, М и Т. Например, количество теплоты и температура имеют размерность механической энергии. Однако на практике во многих вопросах термодинамики и газовой динамики принято выбирать единицы измерения для количества теплоты и температуры независимо от единицы измерения механической энергии. Для измерения температуры единицей служит градус Цельсия, для измерения количества теплоты—калория. Эти единицы измерения устанавливаются опытным путём, независимо от единицы измерения для механических величин.  [c.17]



Удельная теплоемкость газа — это количество теплоты, расходуемое при нагревании или охлаждении 1 кг, 1 или 1 кмоль газа на 1°. Теплоемкость, отнесенная к 1 кг газа, называется массовой, обозначается с и имеет единицу измерения кДж/(кг-К).  [c.10]

Рекуррентная формула (3.71) позволяет в принципе указать простую процедуру получения термодинамической шкалы температур для некоторого теплового состояния ( назначается температура Т1 в виде положительного действительного числа, снабженного наименованием единицы измерения к 1 кг рабочего тела обратимого двигателя Карно в изотермическом процессе при температуре 1 подводится некоторое количество теплоты дг, рабочее  [c.84]

Величина к называется коэффициентом теплопередачи, числовое значение к выражает количество теплоты, проходящей через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности температур между горячей и холодной средой 1 К и имеет ту же единицу измерения, что и коэффициент теплоотдачи, Дж/(с-м2К) или Вт/ (м К).[c.299]

Величина йг называется линейным коэффициентом теплопередачи-, он характеризует интенсивность передачи теплоты от одной жидкости к другой через разделяющую их стенку. Величина численно равна количеству теплоты, которое проходит от одной среды к другой через стенку трубы длиной 1 м в единицу времени при разности температур между ними 1 К единица измерения кь— Вт/(м-К).  [c.302]

Введенные для тепловых измерений основные величины — температура и количество теплоты — потребовали установления соответствующих единиц. Температура, точнее разность температур, определялась жидкостными термометрами, причем в физике была принята шкала Цельсия, в которой интервал между точкой плавления льда и точкой кипения воды при нормальном давлении делился на сто частей. Впоследствии бьша введена абсолютная, а затем практически с ней совпадающая термодинамическая шкала температур. Подробнее об этой шкале сказано в гл. 5.  [c.49]

Перевод количества теплоты и температуры в механические единицы измерения связан со значением постоянных механического  [c. 171]

Единицей работы любого вида энергии, а также количества теплоты в Международной системе единиц является универсальная единица измерения джоуль (дж), представляющий собой работу силы в I н на пути ъ м.  [c.9]












Теплота — Количество — Единицы измерения 18, 181 — Количество, необходимое для нагревания тел 192  [c.1001]

Мерой теплопередачи служит количество перенесенной теплоты. За единицу измерения количества теплоты в теплотехнике принималась до самого последнего времени килокалория, теперь же преимущество должно отдаваться килоджоулю в связи с необходимостью переходить постепенно на систему единиц СИ 1 ккал = = 4,19 кдж-, 1 кдж = 0,239 ккал.  [c.5]

Так же как g и т), коэффициент изменения мощности е — безразмерная величина. При этом предполагается, что расходы теплоты в единицу времени Q и Qo и мощность N выражены в одних и тех же единицах измерения мощности. Приведенные соотношения справедливы, когда количество теплоты Q, подводимое извне в расчете на 1 кг воды, нагреваемой в подогревателе j, меньше или в пределе равно Мв,.  [c.12]

Единицей измерения количества теплоты в СИ также является Дж (джоуль).  [c.91]

В 1957 г. взамен ОСТ ВКС 6259 был утвержден ГОСТ 8550—57 Тепловые единицы , внесенный ВНИИМ. Принципиальные его положения рассмотрены в статье Б. И. Пилип-чука [14]. В качестве основной единицы измерений количества теплоты принят джоуль допускается применение и внесистемной единицы—калории, определением которой является выражение  [c.78]

В сентябре 1938 г. был образован Комитет по делам мер и измерительных приборов при СНК СССР, на который были возложены разработка и утверждение основных метрологических общесоюзных стандартов. Поэтому в 1939 г. была ликвидирована Комиссия по единицам мер АН СССР, а ее работу продолжила образованная при Комитете Научно-техническая комиссия по единицам измерений и мерам. Комиссия работала до начала Отечественной войны и рассмотрела ряд вопросов о Международной температурной шкале, об установлении единиц количества теплоты, о единицах рентгеновского и гамма-излучений и др.  [c.13]

Между значениями калории или килокалории, определенными различными способами (калориметрическим, термохимическим), существует заметное расхождение, что приводит к необходимости введения поправок при точных расчетах. Поэтому решили отказаться от определения единиц количества теплоты теми или иными тепловыми измерениями и установить неизменное соотношение между международной калорией и единицей работы джоулем, которое было принято следующим  [c.159]

В системе СИ за единицу измерения количества теплоты принят Джоуль (Дж) 1 Дж равен 0,24 кал.  [c.6]

Международная система единиц (СИ) имеет ряд преимуществ унификация единиц физических величин для различных видов измерения, что позволяет иметь для каждой физической величины, встречающейся в различных областях техники, одну общую для них единицу, например джоуль для всех видов работы и количества теплоты вместо применяемых в настоящее вpe я разных единиц для этой величины (килограмм-сила-метр, эрг, калория, ватт-час и др. ) единицы системы СИ охватывают многие отрасли науки, техники и народного хозяйства, значительно уменьшая необходимость применения каких-либо других единиц, и в целом представляет собой единую систему, общую для большинства областей измерений связность (когерентность) системы во всех физических уравнениях, определяющих производные единицы измерения, коэффициент пропорциональности, — всегда безразмерная величина, равная единице кроме того, связность системы значительно облегчает изучение физических закономерностей.  [c.286]

Калория является внесистемной единицей. Она допускается к использованию лишь в виду большой трудности осуществления перехода к джоулю как единственной единице измерения количества теплоты. Определением калории в настоящее время является только соотношение ее с джоулем. Поэтому при названии и обозначении калории отсутствует указание на температуру.  [c.183]

Технической единицей измерения теплоты служит килограмм-калория (сокращенно ккал). Килограмм-калорией называется количество тепла, необходимого для нагревания 1 кг воды на 1°С. Так как это количество тепла несколько меняется с температурой, то принято определять калорию как количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воды от 19,5 до 20,5° С (ОСТ 6259).  [c.67]

Непосредственно из рассмотрения уравнения (X, 18) следует, что коэффициент теплоотдачи численно равен количеству теплоты, переданной в единицу времени единицей поверхности тела при температурном напоре, равном единице. Единица измерения коэффициента теплоотдачи (в принятой нами системе единиц) имеет вид ккал/м чад С.  [c.261]



Количество теплоты, которое нужно передать 1 г воды, чтобы ее при неизменной температуре превратить в пар, или количество теплоты, которое выделяется при конденсации пара, дающей 1 г воды, называется удельной теплотой парообразования и измеряется в калориях. По отношению к 1 кг воды единица измерения — килокалория.  [c. 241]

В основе закона сохранения и превращения энергии лежит принцип эквивалентности различных видов энергии. В процессе развития науки были вначале найдены количественные меры для каждого вида энергии. Раньше всего была установлена количественная мера для механической энергии. Она получила название механической работы. Впоследствии были найдены меры и для других видов энергии (химической, электрической, тепловой и т. д.). Они получили названия соответственно химической работы, электрической работы, а для тепловой энергии— теплоты. Для каждой из этих мер первоначально принималась своя единица измерения. Так, количество теплоты измерялось в килокалориях ккал), количество механической работы — в килограмм-метрах (кГ-м).  [c.12]

Теплоемкость 176 Теплопроводность 176 Теплота — Количество — Единицы измерения 14  [c.1137]

Мерой теплопередачи служит количество перенесенной теплоты. За единицу измерения количества теплоты в теплотехнике принимается килокалория.[c.7]

В книге Л. Камке, К, Кремер Физические основы единиц измерения (М., 1980, 9.5) доказывается, что процесс Карно не единственный круговой процесс с к. п. д. ri = (7 — Т з)/ ,. Таким же к. п. д. обладает процесс Стирлинга, лежащий в основе воздушного двигателя и газовой холодильной машины Onjwn a. В это.м круговом процессе между изотермическим расширением при Ti и изотермическим сжатием при Tj происходит два изохорных изменения состояния. В ходе первого изохорного этапа рабочее вещество (рассматривается идеальный газ), имеющее объем Vj, охлаждается от Т , до Tj, при этом оно огдает определенное количество теплоты. При  [c.176]

В уравнении (4.33) Ах/Х представляет собой термическое сопротивление теплопроводности элементарного слоя стенки, а Ат/(рсДл ) характеризует количество теплоты, аккумулированной элементарным слоем за промежуток времени Ат в процессе прогрева стенки поскольку единица измерения этого комплекса совпадает с единицей измерения термического сопротивления [К/(Вт/м2)], назовем его термическим сопротивлением теплоемкости элементарного слоя. Обозначив АхД= я,т и Ат/(рсАл ) = xт перепишем уравнение (4.33) в виде  [c.83]

Уже в 1841 — 1843 гг., проводя опыты по определению теплового действия электрического тока, Джоуль установил параллельно и величину механического эквивалента теплоты , причем точнее Майера — 460кГм/ккал. Сделал он это на установке, ставшей классической вода в бочке нагревалась вращением лопастей, и затем определялось соотношение между затраченной работой и полученным теплом. Заметим, что это соотношение выражает лишь связь между различными единицами измерения энергии, а отнюдь не величину некоего эквивалента , ибо по закону сохранени5 количества взаимопревра-щающихся видов энергии должны быть равны. Тем не менее и в большинстве современных вузовских учебни-  [c.120]

Коэффициент пропорциональности а в уравнении (12), связывающий температурный напор с удельным потоком тепла, известен под названием коэффициента теплообмена (теплоотдачи). Коэффициент теплообмена численно равен количеству теплоты, переданной в единицу времени единицей поверхности тела при температурном напоре, равном единице. Единица измерения коэффициента теплообмена имеет вид ккал1м ч °С.  [c.20]

За единицу теплоты принимается количество тепла, необходимое для нагревания 1 грамма чистой воды на ГС (с 19,5 до 20,5°С). Она называется калорией (сокращенно кал). В технике за единицу теплоты принимается килокалория (1 к/сал=1000 кал). Более крупными единицами измерения теплоты являются мегакалория (Мкал), которая равна 1 ООО /с/сал, и гигакалория (Гкал), равная 1 000000 ккал.  [c.15]

Как уже отмечалось, достаточно точные методы измерения тепла (калориметрия) были разработаны еще в XVIII в., т. е. задолго до окончательного выяснения природы теплоты, на основе использования представлений о температуре и теплоемкости тела. В свое время наиболее употребительной единицей измерения тепла была калория, которую определяли как количество тепла, необходимое для нагрева 1 г воды на 1° С. Однако впоследствии было обнаружено, что теплоемкость воды несколько меняется с температурой и поэтому при разных температурах для нагрева 1 г воды на 1 С требуются различные количества тепла в этой связи потребовалось уточнить понятие калории, и была введена так называемая 15-градусная калория — количество тепла, расходуемое на нагревание воды от 14,5 до 15,5° С. В настоящее время для измерения количества тепла и работы применяются различные единицы, соотношение между которыми приведено в табл. 2-1. Наиболее употребительными единицами являются джоуль, а также международная калория [c.27]

Для подсчета количества тепла, сообщаемого телу или отнимаемого от него, в качестве основной единицы измерения в Международной системе единиц принимают джоуль (дж), являющийся универсальной единицей измерения работы, энергии и количества теплоты кратные и дольные единицы джоуля — килоджоуль, мегаджоуль, гигаджоуль и др.  [c.27]

Единицей измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц является джоуль (табл. 29). Джоуль — это работа, совершаемая силой в 1 н при перемещении точки ее приложения по направлению действия силы на расстбя-ние 1 м.  [c.47]












Некоторые из этих единиц были узаконены в различных странах (так, например, в СССР с 1934 по 1957 г. как обязательная единица для измерения теплоты была принята двадцатиградусная калория). В некоторых странах (особенно широко в работах технического профиля в Англии и США) до настоящего времени широко применяется для тепловых измерений так называемая единица BTU (British thermal unit). Эта единица определяется как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 фунта воды на 1° по шкале Фаренгейта . Такая многочисленность единиц измерения теплоты создает значительные неудобства и затрудняет сопоставление величин, выраженных в различных единицах. Однако главный недостаток калории как единицы измерения (это относится и к BTU) связан с двумя другими обстоятельствами.  [c.178]

Многие единицы измерения СИ давно известны, имеют удобные размеры и широко применяются на практике. Относительно новыми, ранее мало применявшимися единицами являются ньютон (универсальная единица силы) и джоуль (з ниверсальная единща работы, всех видов энергии и количества теплоты) и производные этих единиц.[c.4]

Единица измерения количества теплоты в системах СИ и Л1КСГ — универсальная единица измерения работы, любого вида энергии и количества теплоты — джоуль дж) кратные единицы килоджоуль кдж), мегаджоуль Мдж). гигаджоуль Гдж) и др.  [c.99]

TEPMHil — единица измерения количества теплоты в МТС системе единиц. Г5а I Т. принято количество теплоты, необходимое для нагревания I т воды на Р С. 1 Т. = iOOO ккал = ii8b,S дж.  [c.158]

Б табл. 2. 7 лриведены важнейшие производные тепловые единицы системы метр-килограмм -секунда-градус. Кроме этой системы единиц, ГОСТ 8550-61 допускает также временное применение внесистемных тепловых единиц, основанных на калории (табл. 2. 8). При этом под калорией понимается количество теплоты, равное 4,1868 джоуля. По ГОСТ 8550-61 единицы мольных величии должны образовываться из величин, указанных в табл. 2. 7 и 2. 8, заменой в них грамма на моль и килограмма на киломоль. Единица измерения в один моль — количество вещества, масса которого в граммах численно равна молекулярному весу.[c.27]


5 фактов о цветовой температуре. Какую температуру выбрать?

В быту распространено мнение, что искусственный свет может быть «тёплым» и «холодным». Речь идёт, прежде всего, об оттенках светового излучения. Понятие «температура света» (или «цветовая температура») действительно имеет важное значение для светодизайна в интерьере. Но так ли на самом деле холодны «холодные» оттенки света? И как выбрать температуру света для конкретного помещения? Давайте разбираться.

В чем измеряют цветовую температуру?

 

Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).

  • Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
  • Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
  • Оранжевый цвет — 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
  • Жёлтый цвет — 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
  • Белый цвет — 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
  • Голубой цвет — 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.

Факт № 1. Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел.

Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах — сравнительный условный показатель.

Как это работает в обычной жизни?

Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.

При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.

Цветовая температура, K Оттенок Применение
2500–3000 Тёплый оранжевый Уютная вечерняя атмосфера в спальне, гостиной. Освещение обеденного стола. Торшеры, бра, прикроватные светильники.
3000–4000 Тёплый желтоватый Комфортный и расслабляющий свет для жилых комнат. Чаще всего такую температуру используют в лампах люстр и настенных светильников.
4000–5000 Нейтральный белый Дневной свет для жилых комнат, кухни, рабочих мест офисов, уголков для чтения. Подходит для потолочных и подвесных светильников.
5000–6500 Голубоватый Такую цветовую температуру не используют в доме. Чаще применяют в ювелирных магазинах, музеях.

Факт № 2. Для определённых зон в доме или квартире, а также под конкретные ситуации (для гостиной — приём гостей, романтический ужин и т. д.) подбирают источники света с наиболее комфортным оттенком и соответствующей цветовой температурой.

Цветовая температура источника света и восприятие её оттенков

Комбинируя источники освещения с разной температурой в пределах одного помещения, можно изменять цветовое восприятие предметов в интерьере. Но не увлекайтесь! Важно следить за гармоничностью цветов, так как в противном случае может получиться «цветовая дискотека», которая будет раздражать глаза. Да и неудачный светодизайн покажет вкус хозяина квартиры не с лучшей стороны.

  • Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500–3000 К).
  • Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000–4000 К).
  • Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000–6500 К).
  • Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
  • Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
  • Фиолетовый цвет при желтоватом оттенке освещения превратится в красный, поэтому его освещают с высокими показателями цветовой температуры.

Совершив ошибку при выборе лампы определенной цветовой температуры, вы можете существенно изменить цветовое восприятие интерьера.

Факт № 3. Наши глаза различают около 10 млн. различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.

Что такое индекс цветопередачи?

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта. Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

Характеристика Коэффициент Примеры ламп
Эталон 99–100 Лампы накаливания, галогенные лампы
Очень хорошая Более 90 Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы
Очень хорошая 80–89 Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая 70–79 Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая 60–69 Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная 40–59 Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая Менее 39  Лампы ДНат (натриевые)

Факт № 4. Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека.Так, теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют деятельность. Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.

Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.

Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.

При низком уровне освещенности (мало света), то есть при «теплом свете» (Тцв=3000 К), человек лучше чувствует себя, это наиболее комфортная температура для человека. Если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).

Факт № 5. Температура света влияет на психологическое состояние человека, создаёт определённую атмосферу в помещении, активизирует работу организма или, напротив, расслабляет.

Человеческий глаз устроен таким образом, что способен улавливать малейшие отклонения цветовой температуры. Причем их диапазон чрезвычайно широк — от 2500 до 10000 К. Изменения данного показателя влияют на наше эмоциональное и психологическое состояние, работоспособность. Именно поэтому при создании гармоничного и комфортного освещения нельзя пренебрегать фактами, приведёнными в этой статье.

В дальнейших публикациях мы познакомим вас с не менее важными особенностями светодизайна, которые позволят вам создавать комфортные и эстетичные интерьеры. Подписывайтесь на обновления нашего блога и черпайте идеи для своих работ!

Читайте также:

Какие инструменты используются для измерения тепла?

Термометр — старейший прибор для измерения тепла в мире, созданный еще в 1600-х годах. Сегодня различные виды термометров могут измерять все, от температуры наружного воздуха до температуры приготовленного мяса. Другие инструменты могут измерять температуру всего здания или даже количество энергии в пище, производя тепловые реакции.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Различные инструменты могут измерять тепло для разных целей.Термографы создают изображения тепла с помощью инфракрасного света. Эти изображения могут точно определить горячие и холодные участки людей, зданий и т. Д. Термометры могут измерять разные температуры. Калориметры могут измерять количество калорий, содержащихся в пище, путем измерения тепла, выделяемого пищей.

••• тепловое изображение руки Адриана Хиллмана с Fotolia.com

Измерение тепла с помощью термографов

В отличие от термометра, термограф не просто выдает число, объясняющее тепло, которое он измеряет.Термографы используют встроенные инфракрасные камеры для получения изображений тепла. Поскольку инфракрасный свет, производимый объектом или организмом, прямо пропорционален его температуре, цвета, присутствующие на инфракрасном изображении, могут точно передать полное температурное «сканирование» любого изображения, которое они захватывают. Изображения, полученные с помощью термографов, отображаются в подробных цветах или в черно-белом цвете. В любом случае более светлые части изображения указывают на более высокую температуру, чем более темные части.

Термографы различаются по размеру и форме, в зависимости от того, какую работу они должны выполнять.Термография, или практика использования термографов для измерения тепла, может измерять температуру тела субъектов, проходящих медицинские испытания. Он даже может определить самые сквозные части здания, указав, какие из них самые холодные. Министерство энергетики США предлагает домовладельцам из США показания термографии, чтобы помочь им утеплить свои дома более эффективно.

Измерение тепла с помощью термометров

Изобретенные много веков назад первые термометры содержали спирт, заключенный в стеклянную оболочку, для измерения температуры воздуха.Ртуть заменила спирт, потому что она быстро расширяется и сжимается в зависимости от температуры. Сегодня цифровые термометры, которые используют экраны и цифровые дисплеи для отображения температуры, могут измерять тепло в различных ситуациях.

Медицинские термометры позволяют измерять температуру тела. Самый распространенный тип медицинского термометра входит в ухо и остается там до тех пор, пока термометр не даст показания. Эти термометры измеряют инфракрасную энергию возле барабанной перепонки человека. Однако, в отличие от термографа, вы не получаете изображения.Вместо этого температура отображается в виде чисел на маленьком экране.

Термометры для мяса, используемые для измерения температуры готовящегося мяса, содержат компоненты, пригодные для использования в духовке, что позволяет им выдерживать высокие температуры. Электрический ток проходит через металлический наконечник термометра для мяса, а микрочип отслеживает ток. Чем больше нагревается металлический наконечник, тем труднее течь ток. Микрочип отслеживает эти изменения в сопротивлении току и преобразует эту информацию в считываемую температуру.

Измерение тепла калориметрами

Для большинства упакованных пищевых продуктов, продаваемых в магазинах США, калорийность продуктов питания должна указываться на этикетках. Калории — это единицы тепла. Одна калория описывает количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 литра воды на 1 градус Цельсия. Чтобы определить количество калорий в пище, вы можете использовать прибор, называемый калориметром.

Сначала вы кладете около 1 грамма пищи в герметичный металлический контейнер, который находится внутри калориметра. Вы заполняете оставшуюся часть калориметра водой и закрываете ее.Пища внутри металлического контейнера воспламеняется от хлопковой нити, торчащей из калориметра. Горящая пища внутри металлического контейнера нагревает воду вокруг него. Калориметр измеряет это изменение температуры воды. Измеряя, насколько поднимается температура воды, калориметр может определить количество калорий, содержащихся в пище.

Измерение тепла — обзор

4.7.4 Иммерсионная калориметрия: влияние химии поверхности

Иммерсионная калориметрия с использованием полярных жидкостей дает еще одно представление о характеристиках твердых поверхностей.Здесь особую роль играют специфические взаимодействия между молекулами жидкости и активными центрами на твердой поверхности. Сравнение энтальпий погружения жидкостей разной полярности дает уточненную картину свойств поверхности твердого тела. Это можно проиллюстрировать на следующем примере. Stoeckli et al. (1983, 1998) измерили энтальпии погружения двух непористых иллитов с различной площадью поверхности по БЭТ (N 2 77 K) в бензол и воду.В то время как энтальпия площади погружения в бензол была одинаковой для обоих образцов, около 73 мДж м -2 , энтальпии площади погружения в воду были совершенно разными, 371 и 782 мДж м -2 соответственно, Stoeckli et al. . (1998). Ясно, что состав этих иллитовых поверхностей различается.

Бартон et al. (1972) использовали иммерсионную калориметрию с бутильными производными различной полярности ( n -бутанол, n -масляная кислота, n -бутилхлорид, n -бутилальдегид, n -бутилнитрил и n -бутиламин) для изучения полярности поверхности графита, покрытой поверхностными кислородными комплексами.Для неполярной жидкости, такой как n -гексан, энтальпии погружения окисленного графита и бескислородного образца были аналогичными, это указывает на то, что полярность поверхности практически не влияет на взаимодействие с n -гексаном. Однако для бутильных производных был получен ряд различных значений, которые приписывались взаимодействию электростатического поля на поверхности с дипольным моментом молекул этих смачивающих жидкостей.

Влияние кислородных групп на поверхности этого графита на энтальпии погружения с использованием бензола, воды и метанола также изучалось Barton et al. (1972, 1975). Кроме того, Rodríguez-Reinoso et al. (1997) изучал углерод из оливковых косточек, активированный до 37 мас.% Сгорания в паре при 730 ° C и, наконец, окисленный до некоторой степени азотной кислотой (6N), чтобы разместить на поверхности кислородные комплексы. Затем эту серию углей нагревали в интервале 100–900 ° C (всего 10 образцов).

На рис. 4.52 (a, b) показаны изменения энтальпий погружения в несколько жидкостей, углерода увеличивающейся HTT, как описано выше, и графита, согласно Barton et al. (1975). Поскольку изменения площади поверхности углерода влияют на энтальпию погружения в жидкости, для анализа влияния поверхностных групп на теплоту погружения удобно использовать энтальпию площади погружения (Дж · м -2 ). Эти значения показаны как функция HTT на Рисунке 4.52 (a). Для сравнения на рис. 4.52 (b) включены данные, полученные ранее Barton et al. (1975) для графита, дегазированного при разных температурах. Сходство двух рисунков примечательно, учитывая большие различия в структуре двух углеродных материалов.Таким образом, учитывая, что изменение энтальпии на единицу площади для бензола постоянно (и, следовательно, не зависит от химической природы углеродной поверхности), и, кроме того, что два набора значений на рис. 4.52 (a, b) подобны ( ≈0,13 Дж · м −2 ), то энергетические вклады из-за взаимодействия бензола с поверхностью микропор такие же, как и для непористой поверхности углерода.

Рисунок 4.52. Эволюция энтальпий площади погружения в бензол, метанол и воду в зависимости от HTT для (а) активированного угля (Rodríguez-Reinoso et al ., 1997) и (б) графит (Бартон, Харрисон, 1975).

Это подтверждает удобство определения площади поверхности активированного угля с помощью иммерсионной калориметрии в бензоле, когда в качестве эталона используется непористый углерод, независимо от химической природы углерода.

Для метанола энтальпия на единицу площади углерода, термообработанного до 900 ° C, аналогична энтальпии графита (≈0,12 Дж · м −2 ) и немного увеличивается (до ≈0,14 Дж · м −2 ), когда углерод имеет кислородные поверхностные группы.Большая энтальпия погружения, зарегистрированная, когда углерод имеет группы, образующиеся как CO 2 (при температурах ниже 500 ° C), указывает на то, что молекула метанола взаимодействует с этими группами, очень вероятно, через образование водородных связей в дополнение к неспецифическим углерод-метанольные взаимодействия.

Что касается процессов адсорбции, именно энтальпия погружения в воду, где роль кислородных поверхностных групп более четко показана (как прокомментировано выше). Таким образом, наблюдается заметное увеличение Δ H i для окисленного углерода и уменьшение, когда термическая обработка превышает 500 ° C.Параллелизм в эволюции Δ h i (H 2 O), рис. 4.52 (a), и эволюции кислородных функциональных групп, показывает, что эти группы влияют на энтальпию погружения, хотя взаимодействие бескислородная углеродная поверхность с молекулой воды также очень важна. Фактически, последнее взаимодействие должно быть ответственным за адсорбцию воды на активированном угле, окисленном, а затем восстановленном водородом при 900 ° C, для чего адсорбция начинается при относительном давлении 0.4. Однако адсорбция окисленного углерода начинается при относительных давлениях ниже 0,1, что является следствием вклада взаимодействия молекул воды с кислородными группами углерода.

Энтальпия погружения в воду для углерода с небольшим количеством поверхностных групп довольно близка к значению для графита, дегазированного при 900 ° C. Если предположить, что структурные единицы активированного угля порядка 100 раз меньше, чем в графите, доля атомов углерода на краях структурных единиц по сравнению с атомами на базисной плоскости намного больше в активированных углях. .Поскольку энтальпия на единицу площади одинакова в обоих материалах, можно предположить, что после удаления поверхностных групп при термообработке нет предпочтительных участков (в соответствии с их положением в углеродной структуре) для взаимодействия с водой. молекулы с атомами углерода.

В то время как на рис. 4.52 (a, b) показано влияние HTT углерода на энтальпии погружения, на рис. 4.53 показано, как химический состав поверхностных кислородных комплексов на тех же атомах углерода, что и на рис. 5.52 (a, b) и впоследствии проанализированы с использованием системы TPD (до 1100 ° C) для мониторинга CO 2 и образования CO, а также измерения энтальпий погружения в воду, влияют на энтальпии погружения в воду, Rodríguez-Reinoso et al . (1997).

Рисунок 4.53. Изменение энтальпий погружения угля в воду, от оливковых косточек, активированных паром, до 37 мас.% Сгорания и окисления азотной кислотой, с выделением CO 2 и CO через TPD (Rodríguez-Reinoso et al. ., 1997).

Рисунок 4.53 показывает, что при большом количестве групп CO 2 энтальпия погружения в воду остается постоянной, в отличие от кислородных групп, разлагающихся как CO, для которых существует практически линейная зависимость. Экстраполированное значение Δ H i (H 2 O) близко к 22 Дж / г -1 , что указывает на то, что взаимодействие поверхности углерода с молекулой воды происходит не только за счет кислородных групп. Это значение аналогично найденному для непористого углерода и графита.Это указывает на то, что величина (Δ H i (H 2 O) Дж м −2 ) не зависит от доли атомов углерода, находящихся в базисных плоскостях.

Stoeckli et al. (1990) связывает параметры, полученные из изотермы адсорбции воды на активированных углях, с их энтальпиями погружения в воду. Таким образом, они получили меру количества и типа активных центров адсорбции воды.

Адсорбция воды активированным углем соответствует уравнению (4.18) (Дубинин, Серпинский, 1981):

(4.18) pp0 = a (c (a0 + a) (1 − ka))

В этом уравнении a — количество воды, адсорбированной при относительной давление p / p 0 , a 0 — количество первичных центров адсорбции, а c — соотношение между константами скорости адсорбции и десорбции. Значение константы k фиксируется условием, что общее количество воды, адсорбированной в микропорах при p / p 0 = 1, составляет a s .Они заметили, что количество первичных (гидрофильных) центров в активированном угле, a 0 , связано с энтальпией погружения в воду. Для активированных углей, дегазированных при 400, 500 ° C и содержащих однородный тип гидрофильных центров, энтальпия погружения в воду определяется следующим образом:

(4,19) ΔHimm = −25a0−0,6 (as − a0)

где Δ H imm в Дж г −1 и a 0 и a s (общее количество воды, адсорбированной в микропорах) в ммоль г -1 .Это соотношение показывает, что энтальпия иммерсии обусловлена ​​двумя факторами: первичными узлами и основной массой микропор. Кроме того, эти авторы вывели зависимость между энтальпией погружения и параметром c изотермы адсорбции воды (Kraehenbuehl et al. 1986):

(4.20) c = c0exp (−ΔHimm / as) RT

Из уравнений (4.19) и (4.20) следует, что количество и сила первичных центров, a 0 , влияют на величину c.Коэффициент a 0 в уравнении (4.19) является мерой силы взаимодействия между молекулой воды и активными центрами. Значение 25 в уравнении (4.18) было получено для атомов углерода, в которых активными центрами в основном являются карбонильные группы. В случае углерода, содержащего только кислотные группы, лучшее соответствие получается с помощью уравнения (4.21), которое указывает на более высокие удельные взаимодействия между молекулами воды и поверхностью углерода:

(4.21) + ΔHimm = −55a0−0,6 (as − a0)

Анализ изотермы адсорбции приводит к a 0 и c . Из c и экспериментальной энтальпии погружения, c () можно получить с помощью уравнения (4.20). Было обнаружено, что для серии образцов средние значения c 0 составили 1,00 ± 0,11. Stoeckli et al. (1990) предложил использовать уравнение (4.20) с c 0 = 1,00 для оценки значения c из экспериментальной энтальпии погружения, чтобы избежать неточностей в значениях, полученных из изотермы адсорбции.

Таким образом, иммерсионная калориметрия предлагает быстрые и воспроизводимые методики для измерения энтальпий погружения, которые могут быть преобразованы в PSD, оценки функциональности поверхности и единицы площади поверхности, отмечая ограничения, которые применяются к этой концепции.

Тепло vs температура — Энергетическое образование

Тепло и температура — это тесно связанные темы, и поэтому разница между ними может немного сбивать с толку. Основное отличие состоит в том, что тепло связано с тепловой энергией, тогда как температура больше связана с молекулярной кинетической энергией.

Тепло — это передача тепловой энергии, а температура — это свойство объекта. [1]

В чем разница?

Тепло описывает передачу тепловой энергии между молекулами внутри системы и измеряется в Джоулях. [2] Тепло определяет, как энергия движется или течет. Объект может нагреваться или терять тепло, но не может иметь тепла. Тепло — это мера изменения, а не свойство объекта или системы. Поэтому он классифицируется как переменная процесса.

Температура описывает средней кинетической энергии молекул в материале или системе и измеряется в градусах Цельсия (° C), Кельвина (K), Фаренгейта (° F) или Ранкина (R). Это измеримое физическое свойство объекта, также известное как переменная состояния.Другие измеримые физические свойства включают скорость, массу и плотность, и это лишь некоторые из них. [3]

Сходства

Тепло — это передача тепловой энергии, вызванная разницей температур между молекулами.

Примечание:

Термическая энергия может пониматься иначе как полная микроскопическая кинетическая и потенциальная энергия системы.

Второй закон термодинамики

Второй закон термодинамики — сложная тема, требующая интенсивного изучения в области термодинамики, чтобы по-настоящему понять.Однако для целей этой статьи необходимо понять только один небольшой аспект, а именно тот факт, что тепло всегда будет самопроизвольно перетекать от более горячих веществ к более холодным . Это простое утверждение объясняет, почему кубик льда не образуется на улице в жаркий день или почему он тает, если бросить его в миску с теплой водой.

Мысленный эксперимент

Представьте себе вышеупомянутый кубик льда, брошенный в миску с теплой водой — лед должен получать тепло (тепловую энергию) от воды в миске (см. Предыдущий параграф).Добавление тепловой энергии приводит к увеличению кинетической энергии молекулы льда и, следовательно, к повышению температуры. Это известно, потому что температура фактически является мерой средней кинетической энергии молекул. Кроме того, лед будет продолжать накапливать тепловую энергию, заставляя его молекулы двигаться быстрее и в конечном итоге разрывать свои межмолекулярные связи или таять.

В заключение, передача тепла или тепловой энергии обычно изменяет температуру вещества , но не всегда ! Например, в момент, когда лед в чаше превращается в воду, эти молекулы воды будут иметь ту же температуру, что и когда они были льдом.В этом случае вместо тепловой энергии, выполняющей работу по увеличению кинетической энергии, она действительно работает, чтобы разорвать межмолекулярные связи, вызывая изменение состояния. Однако с течением времени температура недавно растаявшего льда будет увеличиваться, пока все в чаше не достигнет равновесия, что означает постоянную температуру во всем.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Это было сделано внутри группы специалистов по энергетическому образованию.
  2. ↑ Р.Рыцарь, Физика для ученых и инженеров, 3-е изд. Пирсон, 2013, стр. 279
  3. ↑ Р. Найт, Физика для ученых и инженеров, 3-е изд. Пирсон, 2013, стр. 445

Тепло, работа и энергия

Тепло (энергия)

Единица измерения тепла (или энергии) в системе СИ составляет джоуль (Дж) .

С разницей температур

Другими единицами измерения тепла являются британская тепловая единица — Btu (количество тепла для подъема 1 фунт воды на 1 o F ) и Калорийность (количество тепла, чтобы поднять 1 грамм воды на 1 o C ( или 1 K )).

Калория определяется как количество тепла, необходимое для изменения температуры одного грамма жидкой воды на один градус Цельсия (или один градус Кельвина).

1 кал = 4,184 Дж

1 Дж = 1 Вт · с

= (1 Вт · с) (1/3600 ч / с)

= 2,78 10 -4 Вт · ч

= 2,78 10 -7 кВтч

Тепловой поток (мощность)

Теплопередача только в результате разницы температур называется тепловым потоком . Единицы СИ для теплового потока: Дж / с или ватт (Вт) — то же, что и мощность. Один ватт определяется как 1 Дж / с .

Удельная энтальпия

Удельная энтальпия — это мера полной энергии в единице массы. Обычно используется единица СИ: Дж / кг или кДж / кг .

Термин относится к общей энергии, обусловленной давлением и температурой текучей среды (например, воды или пара) в любой данный момент времени и при любых условиях.В частности, энтальпия — это сумма внутренней энергии и работы, совершаемой под действием приложенного давления.

Тепловая мощность

Теплоемкость системы составляет

  • количество тепла, необходимое для изменения температуры всей системы на на один градус .

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость (= удельная теплоемкость) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры на один единица массы вещества на на один градус .

Удельная теплоемкость может быть измерена в Дж / г K, Дж / кг K , кДж / кг K, кал / гK или БТЕ / фунт o F и более .

Никогда не используйте табличные значения теплоемкости без проверки единиц фактических значений!

Удельную теплоемкость для обычных продуктов и материалов можно найти в разделе «Свойства материала».

Удельная теплоемкость — постоянное давление

Энтальпия — или внутренняя энергия — вещества зависит от его температуры и давления.

Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном давлении составляет Удельная теплоемкость при постоянном давлении — c p .

Удельная теплоемкость — постоянный объем

Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном объеме — это удельная теплоемкость при постоянном объеме — c v .

Если давление не является чрезвычайно высоким, работой, выполняемой приложением давления к твердым телам и жидкостям, можно пренебречь, а энтальпия может быть представлена ​​только компонентом внутренней энергии.Можно сказать, что теплота при постоянном объеме и при постоянном давлении равна.

Для твердых и жидких веществ

c p = c v (1)

Удельная теплоемкость представляет собой количество энергии, необходимое для подъема 1 кг вещества на 1 o C (или 1 K) , и ее можно рассматривать как способность поглощать тепло. Единицы измерения удельной теплоемкости в системе СИ: Дж / кг · К (кДж / кг o C) .Вода имеет большую удельную теплоемкость 4,19 кДж / кг o C по сравнению со многими другими жидкостями и материалами.

  • Вода — хороший теплоноситель!

Количество тепла, необходимое для повышения температуры

Количество тепла, необходимое для нагрева объекта от одного температурного уровня до другого, может быть выражено как:

Q = c p м dT ( 2)

где

Q = количество тепла (кДж)

c p = удельная теплоемкость (кДж / кг · K)

м масса = )

dT = разница температур между горячей и холодной стороной (K)

Пример отопительной воды

Рассмотрим энергию, необходимую для нагрева 1.0 кг воды от 0 o C до 100 o C при удельной теплоемкости воды 4,19 кДж / кг o C :

Q = (4,19 кДж / кг o C ) (1,0 кг) ((100 o C) — (0 o C))

= 419 (кДж)

Работа

С технической точки зрения работа и энергия — одно и то же, но работа — это результат, когда направленная сила (вектор) перемещает объект в одном направлении.

Объем выполненной механической работы можно определить с помощью уравнения, полученного из ньютоновской механики

Работа = Приложенная сила x Расстояние, перемещенное в направлении силы

или

W = F л (3)

, где

W = работа (Нм, Дж)

F = приложенная сила (Н)

l = длина или пройденное расстояние (м)

Рабочий стол также может быть описан как произведение приложенного давления и перемещенного объема:

Работа = Приложенное давление x Вытесненный объем

или

W = p A l (3b)

где

p = приложенное давление (Н / м 2 , Па)

A = под давлением площадь (м 2 )

l = длина или расстояние, на которое зона давления перемещается под действием приложенной силы (м)

Пример — Работа, выполняемая силой

Работа, выполняемая силой 100 Н перемещение тела 50 м можно рассчитать как

W = (100 Н) (50 м)

= 5000 (Нм, Дж)

Единица работы — джоуль, J, который определяется как количество работы, выполненной, когда сила 1 ньютон действует на расстоянии 1 м в направлении силы.

1 Дж = 1 Нм

Пример — Работа под действием силы тяжести

Работа, выполненная при подъеме массы 100 кг на высоте 10 м может быть рассчитана как

W = F г ч

= mgh

= (100 кг) (9,81 м / с 2 ) (10 м)

= 9810 (Нм, Дж)

, где

F г = сила тяжести — или вес (Н)

г = ускорение свободного падения 9.81 (м / с 2 )

h = высота (м)

В британских единицах измерения единичная работа выполняется при весе 1 фунт f (фунт-сила) поднята вертикально против силы тяжести на расстояние 1 фут . Единица называется фунт-фут .

Поднят объект массой 10 снарядов 10 футов . Проделанная работа может быть рассчитана как

W = F г h

= m g h

= (10 шт.) (32.17405 фут / с 2 ) (10 футов)

= 3217 фунтов f футов

Пример — Работа, связанная с изменением скорости

Работа, выполненная при массе 100 кг ускоряется от от скорости 10 м / с до скорости 20 м / с можно рассчитать как

W = (v 2 2 — v 1 2 ) м / 2

= ((20 м / с) 2 — (10 м / с) 2 ) (100 кг) / 2

= 15000 (Нм, Дж)

где

v 2 = конечная скорость (м / с)

v 1 = начальная скорость (м / с)

Energy

Energy — это способность делать работа (перевод с греческого — «работа внутри»).Единицей измерения работы и энергии в системе СИ является джоуль, определяемый как 1 Нм .

Движущиеся объекты могут выполнять работу, потому что обладают кинетической энергией. («кинетический» означает «движение» по-гречески).

Количество кинетической энергии, которой обладает объект, можно рассчитать как

E k = 1/2 мВ 2 (4)

, где

м = масса объекта (кг)

v = скорость (м / с)

Энергия положения уровня (запасенная энергия) называется потенциальной энергией.Это энергия, связанная с силами притяжения и отталкивания между объектами (гравитация).

Полная энергия системы складывается из внутренней, потенциальной и кинетической энергии. Температура вещества напрямую связана с его внутренней энергией. Внутренняя энергия связана с движением, взаимодействием и связыванием молекул внутри вещества. Внешняя энергия вещества связана с его скоростью и местоположением и является суммой его потенциальной и кинетической энергии.

Температура | Общая наука | Visionlearning

Измерение температуры — сравнительно новая концепция. Ранние ученые понимали разницу между «горячим» и «холодным», но у них не было метода количественной оценки различной степени тепла до семнадцатого века. В 1597 году итальянский астроном Галилео Галилей изобрел простой водный термоскоп — устройство, которое состояло из длинной стеклянной трубки, перевернутой в герметичный сосуд, в котором находился воздух и вода. Когда сосуд нагревали, воздух расширялся и выталкивал жидкость вверх по трубке.Уровень воды в трубке можно было сравнить при разных температурах, чтобы показать относительные изменения по мере добавления или удаления тепла. Однако у термоскопа не было простого способа напрямую определить температуру.

Несколько лет спустя итальянский врач и изобретатель Санторио Санторио улучшил конструкцию Галилея, добавив к термоскопу числовую шкалу. Эти ранние термоскопы привели к развитию термометров, заполненных жидкостью, которые обычно используются сегодня. Современные термометры работают на основе тенденции некоторых жидкостей расширяться при нагревании.Поскольку жидкость внутри термометра поглощает тепло, она расширяется, занимая больший объем и заставляя уровень жидкости внутри трубки повышаться. Когда жидкость охлаждается, она сжимается, занимая меньший объем и вызывая падение уровня жидкости.

Температура — это мера количества тепловой энергии, которой обладает объект (подробнее об этой концепции см. В нашем модуле «Энергия»). Поскольку температура является относительным измерением, для точного измерения температуры необходимо использовать шкалы, основанные на контрольных точках.Сегодня в мире обычно используются три основных шкалы для измерения температуры: шкала Фаренгейта (° F), шкала Цельсия (° C) и шкала Кельвина (K). Каждая из этих шкал использует различный набор делений, основанный на разных контрольных точках, как подробно описано ниже.

Контрольная точка понимания

Температура — это _____ измерение.

Фаренгейт

Даниэль Габриэль Фаренгейт (1686-1736) был немецким физиком, которому приписывают изобретение спиртового термометра в 1709 году и ртутного термометра в 1714 году.Температурная шкала по Фаренгейту была разработана в 1724 году. Изначально по Фаренгейту была установлена ​​шкала, в которой температура смеси льда, воды и соли была установлена ​​на уровне 0 градусов. Температура смеси ледяной воды (без соли) была установлена ​​на уровне 30 градусов, а температура человеческого тела была установлена ​​на уровне 96 градусов. Используя эту шкалу, Фаренгейт измерил температуру кипящей воды как 212 ° F по своей шкале. Позже он отрегулировал температуру замерзания воды с 30 ° F до 32 ° F, таким образом сделав интервал между точками замерзания и кипения воды равным 180 градусам (и сделав температуру тела привычной 98.6 ° F). Шкала Фаренгейта до сих пор широко используется в США.

Цельсия

Андерс Цельсий (1701-1744) был шведским астрономом, которому приписывают изобретение шкалы Цельсия в 1742 году. Цельсий выбрал точку плавления льда и точку кипения воды в качестве двух эталонных температур, чтобы обеспечить простую и последовательный метод калибровки термометра.Цельсий разделил разницу температур между точками замерзания и кипения воды на 100 градусов (отсюда и название сенти , что означает сто, и сорт , что означает градусы). После смерти Цельсия шкала Цельсия была переименована в шкалу Цельсия, и точка замерзания воды была установлена ​​на 0 ° C, а точка кипения воды — на 100 ° C. Шкала Цельсия имеет приоритет над шкалой Фаренгейта в научных исследованиях, потому что она более совместима с форматом десятичной основы Международной системы (СИ) метрических измерений (см. Наш модуль «Метрическая система»).Кроме того, температурная шкала Цельсия обычно используется в большинстве стран мира, кроме США.

Контрольная точка понимания

Какая шкала температур больше используется в науке?

Кельвин

Лорд Уильям Кельвин (1824-1907) был шотландским физиком, который изобрел шкалу Кельвина (K) в 1854 году.Шкала Кельвина основана на идее абсолютного нуля, теоретической температуры, при которой все молекулярное движение останавливается и никакая различимая энергия не может быть обнаружена (см. Наш модуль «Состояния материи» для получения дополнительной информации). Теоретически нулевая точка по шкале Кельвина — это самая низкая возможная температура, существующая во Вселенной: -273,15ºC. Шкала Кельвина использует ту же единицу деления, что и шкала Цельсия; однако он сбрасывает нулевую точку на абсолютный ноль: -273,15 ° C. Таким образом, температура замерзания воды составляет 273.15 Кельвинов (градуировки на шкале называются Кельвинами, и ни термин «градус», ни символ º не используются), а 373,15 К — температура кипения воды. Шкала Кельвина, как и шкала Цельсия, является стандартной единицей измерения СИ, обычно используемой в научных измерениях. Поскольку на шкале Кельвина нет отрицательных чисел (поскольку теоретически ничто не может быть холоднее абсолютного нуля), очень удобно использовать значения Кельвина при измерении экстремально низких температур в научных исследованиях.(Три шкалы сравниваются на Рисунке 1.)

Контрольная точка понимания

Температура ниже абсолютного нуля по шкале Кельвина

Рисунок 1: Сравнение трех различных температурных шкал.

Хотя это может показаться запутанным, каждая из трех обсуждаемых температурных шкал позволяет нам измерять тепловую энергию немного по-разному.Измерение температуры в любой из трех шкал можно легко преобразовать в другую шкалу, используя приведенные ниже простые формулы.

из по Фаренгейту по Цельсию по Кельвину
ºF Ф (ºF — 32) /1,8 (ºF-32) * 5/9 + 273,15
ºC (ºC * 1.8) + 32 С ºC + 273,15
К (К-273.15) * 9/5 + 32 К — 273,15 К

Таблица 1: Преобразование температуры

Сводка

Этот модуль знакомит с взаимосвязью между энергией, теплом и температурой. Принцип термометров объясняется, начиная с термоскопа Галилея в 1597 году.Модуль сравнивает три основных температурных шкалы: Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. В нем обсуждается, как разные системы используют разные ссылки для количественной оценки тепловой энергии.

Ключевые понятия

  • Существует три различных системы измерения тепловой энергии (температуры): по Фаренгейту, Цельсию и Кельвину.

  • В научных измерениях чаще всего используется шкала Кельвина или Цельсия в качестве единицы измерения температуры.

  • Ничто не может быть холоднее абсолютного нуля, то есть точки, в которой прекращается любое движение молекул.

Простыми словами, разница между теплом и температурой

Нагрев и температура — это не одно и то же. С ума сойти, правда? На самом деле тепло — это форма энергии, а температура — это то, насколько что-то горячее или холодное. Хотя это может быть самая большая разница между жарой и температурой, это одна из многих.Изучите удивительную разницу между теплом и температурой, рассматривая каждый термин в отдельности.

Что такое тепло?

Если поставить воду на плиту и включить конфорку, она закипит, если нагреть ее до нужной температуры. Тепловая энергия, которую горелка создает для нагрева воды, называется теплом. По определению, тепло — это форма энергии, при которой энергия перемещается из горячей области в более холодную. В науке вы также можете услышать определение тепла как общую кинетической энергии объекта или частицы.В то время как ученые любят всесторонне обосновать свои объяснения, они в основном говорят о том, как движется тепло.

Пример тепловой энергии

Чтобы понять, вам нужно изучить, что происходит на молекулярном уровне. Когда вы ставите кастрюлю с водой на плиту и включаете конфорку, молекулы в воде начинают возбуждаться и двигаться быстрее. Вы даже можете увидеть это волнение, если когда-нибудь видели, как вода катится по поддону. Это потому, что тепло от горелки уходило в более холодную воду.В конце концов, горячая вода испарится и превратится в более холодный воздух.

Вот и пример тепловой энергии. Всего существует три различных способа передачи тепловой энергии: теплопроводность , конвекция и излучение . Если для приготовления пищи вы использовали плиту, конвекционную печь и микроволновую печь, значит, вы использовали все три типа.

Измерение тепла

Поскольку объекты могут набирать или терять тепло, должен быть способ измерения тепловой энергии.Работа, необходимая для передачи тепла, измеряется в джоулей . Хотя наиболее распространенным является джоуль, вы также можете слышать о теплоте, измеряемой в калориях и калориях. Это имеет смысл, поскольку инструмент, используемый для измерения тепла в химической реакции, называется калориметром.

Тепло было не так уж сложно понять, так что пора взглянуть на температуру.

Что такое температура?

Когда вы думаете о температуре, вы можете думать о вечерней погоде. Когда метеоролог говорит вам, как холодно на улице, они говорят о температуре.Поэтому неудивительно, что температура измеряет, насколько что-то холодно или горячо. Это может быть воздух снаружи или даже температура вашей кипящей воды. Ученые также определят температуру как среднюю кинетическую энергию вещества. Давайте посмотрим на это в действии.

Пример измерения температуры

Если вам нужно убедиться, что ваша жареная индейка достигла нужной температуры для еды, вы вставляете в нее термометр. Термометр точно измерит температуру внутри индейки.Это практически тот же метод, который может использовать метеоролог или физик, но их термометры специализируются на их конкретных областях.

Измерение температуры

Хотя важно знать, что такое температура, также полезно знать, как она измеряется, на случай, если вы когда-нибудь увидите это на бумаге. Температуру можно измерить несколькими способами в зависимости от того, где вы находитесь. Например, американцы используют градусы Фаренгейта, а канадцы — градусы Цельсия. В физике температура измеряется в градусах Кельвина.

Разница между теплотой и температурой в физике

Чтобы прояснить разницу между теплотой и температурой, может быть удобно, чтобы все было четко прописано. Используйте эту простую таблицу, чтобы поддерживать постоянную температуру и температуру.

Нагрев

Температура

Определение

000

00

00

9102 9102 9102 9102 9102 9102 9102 9102 9102 9102 9102 9102

измерения

джоуль, калория

Цельсия, Кельвина, Фаренгейта

Значения

5

9102 9102 9102 9102 9112 9102 9102 9102 9102 9102 9102

переходит с горячего на холодное

поднимается при нагревании; падает при охлаждении

Устройство

калориметр

термометр

Понимание зависимости тепла отТемпература

Когда вы думаете о тепле и температуре, ваш мозг может сразу понять, насколько что-то горячее. Например, тепло конфорки на плите. Следовательно, эти два термина легко спутать. Но теперь вы знаете лучше.

Продолжайте познавать все, что связано с наукой, с помощью 12 различных типов повседневной энергии. Вам также может быть интересен закон сохранения энергии. Энергия может быть довольно увлекательной.

Определение: тепло | Информация об открытой энергии

Тепло — это форма энергии, которая передается между системами или объектами с разными температурами (течет от высокотемпературной системы к низкотемпературной системе).Также называется тепловой энергией или тепловой энергией. Тепло обычно измеряется в британских тепловых единицах, калориях или джоулях. Тепловой поток или скорость, с которой тепло передается между системами, имеет те же единицы, что и мощность: энергия в единицу времени (Дж / с). [1] [2] [3] [4]

Определение Википедии

В термодинамике тепло — это энергия, передаваемая в термодинамическую систему или из нее с помощью механизмов, отличных от термодинамической работы или передачи вещества.Различные механизмы передачи энергии, определяющие тепло, изложены в следующем разделе этой статьи. Как и термодинамическая работа, теплопередача — это процесс, в котором участвует более одной системы, а не свойство какой-либо одной системы. В термодинамике энергия, передаваемая в виде тепла (функция процесса), способствует изменению кардинальной энергетической переменной состояния системы, например ее внутренней энергии или, например, ее энтальпии. Это следует отличать от концепции тепла в обычном языке как свойства изолированной системы.Количество энергии, переданной в виде тепла в процессе, — это количество переданной энергии, исключая любую выполненную термодинамическую работу и любую переданную энергию, содержащуюся в веществе. Для точного определения тепла необходимо, чтобы оно происходило по пути, который не включает перенос вещества. Хотя не сразу по определению, но в особых видах процессов, количество энергии, переданной в виде тепла, можно измерить по ее влиянию на состояния взаимодействующих тел. Например, в особых обстоятельствах, соответственно, теплопередача может быть измерена по количеству растаявшего льда или по изменению температуры тела, окружающего систему.Такие методы называются калориметрией. Обычный символ, используемый для обозначения количества тепла, переданного в термодинамическом процессе, — Q. В качестве количества энергии (передаваемой) единицей тепла в системе СИ является джоуль (Дж). В термодинамике тепло — это энергия, передаваемая в или из термодинамической системы с помощью механизмов, отличных от термодинамической работы или переноса вещества. Различные механизмы передачи энергии, определяющие тепло, изложены в следующем разделе этой статьи. Как и термодинамическая работа, теплопередача — это процесс, в котором участвует более одной системы, а не свойство какой-либо одной системы.В термодинамике энергия, передаваемая в виде тепла, способствует изменению кардинальной энергетической переменной состояния системы, например, ее внутренней энергии или, например, ее энтальпии. Это следует отличать от концепции тепла в обычном языке как свойства изолированной системы. Количество энергии, переданной в виде тепла в процессе, — это количество переданной энергии, исключая любую выполненную термодинамическую работу и любую переданную энергию, содержащуюся в веществе. Для точного определения тепла необходимо, чтобы оно происходило по пути, который не включает перенос вещества.Хотя не сразу по определению, но в особых видах процессов, количество энергии, переданной в виде тепла, можно измерить по ее влиянию на состояния взаимодействующих тел. Например, в особых обстоятельствах, соответственно, теплопередача может быть измерена по количеству растаявшего льда или по изменению температуры тела, окружающего систему. Такие методы называются калориметрией. Обычный символ, используемый для обозначения количества тепла, передаваемого в термодинамическом процессе, — Q.В качестве количества энергии (передаваемой) единицей тепла в системе СИ является джоуль (Дж). В термодинамике тепло — это энергия, передаваемая в термодинамическую систему или из нее посредством иных механизмов, кроме термодинамической работы или передачи вещества. Как и термодинамическая работа, теплопередача — это процесс, в котором участвует более одной системы, а не свойство какой-либо одной системы. В термодинамике энергия, передаваемая в виде тепла, способствует изменению кардинальной энергетической переменной состояния системы, например его внутренняя энергия или его энтальпия.Это следует отличать от концепции тепла как свойства изолированной системы. Количество энергии, переданной в виде тепла в процессе, — это количество переданной энергии, исключая любую термодинамическую работу и любую энергию, содержащуюся в переданном веществе. Для точного определения тепла необходимо, чтобы оно происходило по пути, который не включает перенос вещества. В особых видах процессов количество энергии, переданной в виде тепла, можно измерить по ее влиянию на состояния взаимодействующих тел, например.грамм. количество растаявшего льда или изменение температуры тела в окружающей системе. Такие методы называются калориметрией. Обычный символ, используемый для обозначения количества тепла, переданного в термодинамическом процессе, — Q. В качестве количества энергии (передаваемой) единицей тепла в системе СИ является джоуль (Дж).

Reegle Определение

Также известен как
Тепловая энергия
Связанные термины
Теплообменник, тепловой насос, централизованное теплоснабжение, природный газ, энергия, тепловая энергия, энергия, система, тепловой насос, топливный элемент
Список литературы
  1. ↑ http: // www.engineeringtoolbox.com/heat-work-energy-d_292.html
  2. ↑ http://205.254.135.24/tools/glossary/index.cfm?id=H
  3. ↑ http://thermalenergy.org/heattransfer.php
  4. ↑ http://www1.eere.energy.gov/site_administration/glossary.html

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.