Жылуулук сыйымдуулугу – ысытуу учурунда белгилүү өлчөмдөгү жылуулукту сиңирүү же муздаганда бөлүп чыгаруу. Дененин жылуулук сыйымдуулугу - бул дене алган жылуулуктун чексиз аз санынын анын температуралык көрсөткүчтөрүнүн тиешелүү жогорулашына болгон катышы. Маани J/K менен өлчөнөт. Иш жүзүндө, бир аз башкача маани колдонулат - өзгөчө жылуулук.
Аныктама
Өзгөчө жылуулук эмнени билдирет? Бул заттын бир эле өлчөмүнө байланыштуу чоңдук. Демек, бир заттын көлөмүн куб метр, килограмм, ал тургай моль менен да өлчөөгө болот. Ал эмнеден көз каранды? Физикада жылуулук сыйымдуулугу түздөн-түз кайсы сандык бирдикке тиешелүү экендигине көз каранды, демек алар молярдык, массалык жана көлөмдүк жылуулук сыйымдуулукту айырмалайт. Курулуш тармагында молярдык өлчөөлөрдү көрбөйсүз, бирок башкаларды ар дайым көрөсүз.
Өзгөчө жылуулук сыйымдуулугуна эмне таасир этет?
Жылуулук сыйымдуулугу деген эмне, билесизби, бирок көрсөткүчкө кандай баалуулуктар таасир этээри азырынча белгисиз. Салыштырмалуу жылуулук сыйымдуулугунун мааниси бир нече компоненттерден түздөн-түз таасир этет:зат температурасы, басым жана башка термодинамикалык мүнөздөмөлөр.
Продукциянын температурасы жогорулаган сайын анын салыштырма жылуулук сыйымдуулугу жогорулайт, бирок кээ бир заттар бул байланышта толугу менен сызыктуу эмес ийри сызыкты көрсөтөт. Мисалы, температура көрсөткүчтөрү нөлдөн отуз жети градуска чейин жогорулаганда, суунун салыштырма жылуулук сыйымдуулугу төмөндөй баштайт, ал эми чек отуз жетиден жүз градуска чейин болсо, анда көрсөткүч, тескерисинче, көбөйтүү.
Белгилей кетчү нерсе, параметр ошондой эле буюмдун термодинамикалык мүнөздөмөлөрүнүн (басым, көлөм ж. Мисалы, туруктуу басымда жана туруктуу көлөмдө салыштырма жылуулук ар кандай болот.
Параметрди кантип эсептөө керек?
Жылуулук сыйымдуулугу кандай экенине кызыгасызбы? Эсептөө формуласы төмөнкүдөй: C \u003d Q / (m ΔT). Бул кандай баалуулуктар? Q - ысытылганда (же муздатуу учурунда продукт тарабынан бөлүнүп чыккан) жылуулуктун көлөмү. m - буюмдун массасы, ал эми ΔT - продуктунун акыркы жана баштапкы температураларынын айырмасы. Төмөндө кээ бир материалдардын жылуулук сыйымдуулугунун таблицасы келтирилген.
Жылуулук сыйымдуулугун эсептөө жөнүндө эмне айтууга болот?
Жылуулук сыйымдуулугун эсептөө оңой иш эмес, айрыкча термодинамикалык ыкмалар гана колдонулса, аны так аткаруу мүмкүн эмес. Ошондуктан, физиктер статистикалык физиканын ыкмаларын же буюмдардын микроструктурасын билүүсүн колдонушат. Газды кантип эсептөө керек? Газдын жылуулук сыйымдуулугузаттагы айрым молекулалардын жылуулук кыймылынын орточо энергиясын эсептөөдөн эсептелет. Молекулалардын кыймылдары котормо жана айлануу тибинде болушу мүмкүн, ал эми молекуланын ичинде бүтүндөй атом же атомдордун термелүүсү болушу мүмкүн. Классикалык статистика, айлануу жана которуу кыймылдарынын эркиндигинин ар бир даражасы үчүн газдын молярдык жылуулук сыйымдуулугунун чоңдугу бар, ал R/2ге барабар, ал эми эркиндиктин ар бир термелүү даражасы үчүн R ге барабар экенин айтат. Бул эреже тең бөлүштүрүү мыйзамы деп да аталат.
Ошол эле учурда моноатомдук газдын бөлүкчөсү эркиндиктин үч гана котормо даражасы менен айырмаланат, ошондуктан анын жылуулук сыйымдуулугу 3R/2ге барабар болушу керек, бул эксперимент менен эң сонун шайкеш келет. Ар бир эки атомдуу газдын молекуласы үч котормо, эки айлануу жана бир термелүү эркиндик даражасына ээ, бул эквиваленттүүлүк мыйзамы 7R/2 болот дегенди билдирет, ал эми тажрыйба көрсөткөндөй, эки атомдуу газдын мольунун жылуулук сыйымдуулугу кадимки температурада 5R/ болот. 2. Эмне үчүн теорияда мынчалык карама-каршылык болгон? Мунун баары жылуулук сыйымдуулугун орнотууда ар кандай кванттык эффекттерди эске алуу, башкача айтканда кванттык статистиканы колдонуу зарылчылыгы менен шартталган. Көрүнүп тургандай, жылуулук сыйымдуулугу бир топ татаал түшүнүк.
Кванттык механика термелүүчү же айлануучу бөлүкчөлөрдүн ар кандай системасы, анын ичинде газ молекуласы, белгилүү бир дискреттик энергия маанилерине ээ боло алат дейт. Эгерде орнотулган системадагы жылуулук кыймылынын энергиясы керектүү жыштыктагы термелүүлөрдү дүүлүктүрүү үчүн жетишсиз болсо, анда бул термелүүлөрсистеманын жылуулук сыйымдуулугу.
Катуу заттарда атомдордун жылуулук кыймылы белгилүү тең салмактуулук позицияларына жакын алсыз термелүү, бул кристалл торчосунун түйүндөрүнө тиешелүү. Атомдун эркиндиктин үч термелүү даражасы бар жана мыйзамга ылайык, катуу заттын молярдык жылуулук сыйымдуулугу 3nR, ге барабар, мында n - молекуладагы атомдордун саны. Иш жүзүндө бул чоңдук жогорку температурада дененин жылуулук сыйымдуулугунун тенденциясы болуп саналат. Мааниси көптөгөн элементтерде нормалдуу температуранын өзгөрүшү менен жетишилет, бул металлдарга, ошондой эле жөнөкөй кошулмаларга тиешелүү. коргошун жана башка заттардын жылуулук сыйымдуулугу да аныкталат.
Төмөнкү температура жөнүндө эмне айтууга болот?
Жылуулук сыйымдуулугу эмне экенин билебиз, бирок төмөнкү температуралар жөнүндө айтсак, анда маани кантип эсептелет? Эгерде биз төмөнкү температуралык көрсөткүчтөр жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда катуу дененин жылуулук сыйымдуулугу T 3 же Дебайдын жылуулук сыйымдуулугу мыйзамы деп аталган пропорционалдуу болуп чыгат. Жогорку температураны төмөнкүдөн айырмалоонун негизги критерийи болуп аларды белгилүү бир зат үчүн мүнөздүү параметр менен кадимкидей салыштыруу саналат - бул мүнөздөмө же Дебай температурасы qD болушу мүмкүн. Көрсөтүлгөн маани буюмдагы атомдордун титирөө спектри менен белгиленет жана кристалл түзүмүнө олуттуу көз каранды.
Металдарда өткөргүч электрондор жылуулук сыйымдуулугуна белгилүү бир салым кошот. жылуулук сыйымдуулугунун бул бөлүгүн колдонуу менен эсептелетэлектрондорду эсепке алган Ферми-Дирак статистикасы. Кадимки жылуулук сыйымдуулугуна пропорционалдуу болгон металлдын электрондук жылуулук сыйымдуулугу салыштырмалуу аз мааниге ээ жана ал абсолюттук нөлгө жакын температурада гана металлдын жылуулук сыйымдуулугуна салым кошот. Ошондо тордун жылуулук сыйымдуулугу өтө кичине болуп калат жана ага көңүл бурулбай коюуга болот.
Массалык жылуулук сыйымдуулугу
Массалык салыштырма жылуулук – бул продуктуну температура бирдигине ысытуу үчүн заттын массасынын бирдигине жеткирилиши керек болгон жылуулуктун көлөмү. Бул маани С тамгасы менен белгиленет жана ал келвинге килограммга бөлүнгөн джоуль менен ченелет - Дж / (кг К). Мунун баары массалык жылуулук сыйымдуулугуна байланыштуу.
Көлөмдүк жылуулук сыйымдуулугу деген эмне?
Көлөмдүн жылуулук сыйымдуулугу – температура бирдигине жылытуу үчүн продуктунун көлөмү бирдигине кошуу керек болгон жылуулуктун белгилүү бир өлчөмү. Бул көрсөткүч келвинге куб метрге бөлүнгөн джоуль менен ченелет же J / (м³ К). Көптөгөн курулуш маалымдамаларында жумуштагы массанын салыштырма жылуулук сыйымдуулугу каралат.
Жылуулук кубаттуулугун курулуш тармагында практикалык колдонуу
Ысыкка чыдамдуу дубалдарды курууда көп жылуулукту көп талап кылган материалдар активдүү колдонулат. Бул мезгил-мезгили менен жылытуу менен мүнөздөлөт үйлөр үчүн өтө маанилүү болуп саналат. Мисалы, меш. Жылуулукту көп талап кылган буюмдар жана алардан курулган дубалдар жылуулукту эң сонун топтоп, ысытуу мезгилинде сактап, өчүрүлгөндөн кийин жылуулукту акырындык менен бөлүп чыгарышат.система, ошону менен күн бою алгылыктуу температураны кармап турууга мүмкүндүк берет.
Ошентип, конструкцияда канчалык көп жылуулук сакталса, бөлмөлөрдөгү температура ошончолук ыңгайлуу жана туруктуу болот.
Турак жай курулушунда колдонулуучу катардагы кирпич менен бетондун жылуулук сыйымдуулугу пенполистиролдон алда канча төмөн экендигин белгилей кетүү керек. Эгер ecowool алсак, анда ал бетондон үч эсе көп жылуулук керектейт. Белгилей кетчү нерсе, жылуулук сыйымдуулугун эсептөө формуласында масса бар деп бекер айтылбайт. Бетондун же кирпичтин эбегейсиз зор массасы ecowool менен салыштырганда, ал конструкциялардын таш дубалдарына жылуулуктун чоң көлөмүн топтоп, температуранын бардык суткалык өзгөрүүлөрүн текшилөөгө мүмкүндүк берет. Бардык каркас үйлөрдө жылуулоонун бир аз гана массасы, жакшы жылуулук кубаттуулугуна карабастан, бардык кадр технологиялары үчүн эң алсыз аймак болуп саналат. Бул көйгөйдү чечүү үчүн бардык үйлөрдө таасирдүү жылуулук аккумуляторлору орнотулган. Бул эмне? Булар бир кыйла жакшы жылуулук сыйымдуулук индекси менен чоң масса менен мүнөздөлгөн структуралык бөлүктөр.
Жылуулук аккумуляторлорунун жашоодогу мисалдары
Бул эмне болушу мүмкүн? Мисалы, кандайдыр бир ички кирпич дубалдар, чоң меш же камин, бетон стяжки.
Кандай гана болбосун үйдөгү же батирдеги эмерек - эң сонун жылуулук аккумулятору, анткени фанера, ДСП жана жыгач чындыгында бир килограмм салмакка жылуулукту атактуу кирпичтен үч эсе көп сактай алат.
Жылуулук аккумуляторлорунун кемчиликтери барбы? Албетте, бул ыкманын негизги кемчилиги болуп саналатжылуулук аккумулятору каркас үйүнүн схемасын түзүү стадиясында иштелип чыгышы керек экендиги. Мунун баары абдан оор экенине байланыштуу, жана бул пайдубалын түзүүдө эске алуу керек болот, андан кийин бул объект ички интеграцияланган кантип элестетип. Бул массасын гана эмес, эске алуу зарыл экенин айтууга болот, ал иш эки мүнөздөмөлөрүн баалоо керек болот: массалык жана жылуулук сыйымдуулугу. Мисалы, эгерде сиз жылуулук сактагыч катары укмуштуудай салмагы бир кубометрине жыйырма тонна болгон алтынды колдонсоңуз, анда продукт эки жарым тонна салмактагы бетон кубогуна караганда жыйырма үч гана пайызга жакшыраак иштеши керек.
Кайсы зат жылуулукту сактоо үчүн эң ылайыктуу?
Жылуулук аккумулятору үчүн эң жакшы продукт бетон жана кирпич эмес! Жез, коло жана темир муну жакшы аткарат, бирок алар абдан оор. Кызык, бирок эң жакшы жылуулук аккумулятору бул суу! Суюктук таасирдүү жылуулук сыйымдуулугуна ээ, бизде болгон заттардын эң чоңу. Гелий газдары (5190 Дж/(кг К) жана суутек (14300 Дж/(кг К)) гана жылуулук сыйымдуулукка ээ, бирок аларды иш жүзүндө колдонуу кыйынга турат. Кааласаңыз жана зарыл болсо, сиз заттардын жылуулук сыйымдуулугу таблицасын караңыз. керек.
