Тепловое равновесие и уравнение теплового баланса

Закон джоуля Ленца формула и определение

Согласно закону джоуля Ленца, электрический ток, проходящий по проводнику, сопровождается количеством теплоты, прямо пропорциональным квадрату тока и сопротивлению, а также времени течения этого тока по проводнику.

В виде формулы закон Джоуля-Ленца выражается следующим образом: Q = I2Rt, в которой Q отображает количество выделенной теплоты, I – силу тока, R – сопротивление проводника, t – период времени. Величина “к” представляет собой тепловой эквивалент работы и применяется в тех случаях, когда количество теплоты измеряется в калориях, сила тока – в амперах, сопротивление – в Омах, а время – в секундах. Численное значение величины к составляет 0,24, что соответствует току в 1 ампер, который при сопротивлении проводника в 1 Ом, выделяет в течение 1 секунды количество теплоты, равное 0,24 ккал. Поэтому для расчетов количества выделенной теплоты в калориях применяется формула Q = 0,24I2Rt.

При использовании системы единиц СИ измерение количества теплоты производится в джоулях, поэтому величина “к”, применительно к закону Джоуля-Ленца, будет равна 1, а формула будет выглядеть: Q = I2Rt. В соответствии с законом Ома I = U/R. Если это значение силы тока подставить в основную формулу, она приобретет следующий вид: Q = (U2/R)t.

Основная формула Q = I2Rt очень удобна для использования при расчетах количества теплоты, которое выделяется в случае последовательного соединения. Сила тока во всех проводниках будет одинаковая. При последовательном соединении сразу нескольких проводников, каждый из них выделит столько теплоты, которое будет пропорционально сопротивлению проводника. Если последовательно соединить три одинаковые проволочки из меди, железа и никелина, то максимальное количество теплоты будет выделено последней. Это связано с наибольшим удельным сопротивлением никелина и более сильным нагревом этой проволочки.

При параллельном соединении этих же проводников, значение электрического тока в каждом из них будет различным, а напряжение на концах – одинаковым. В этом случае для расчетов больше подойдет формула Q = (U2/R)t. Количество теплоты, выделяемое проводником, будет обратно пропорционально его проводимости. Таким образом, закон Джоуля – Ленца широко используется для расчетов установок электрического освещения, различных отопительных и нагревательных приборов, а также других устройств, связанных с преобразованием электрической энергии в тепловую.

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов

Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг).

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан)ТопливоУдельная теплота сгорания, МДж/кг

1-Бутен 45,3
Аммиак 18,6
Ацетилен 48,3
Водород 119,83
Водород, смесь с метаном (50% H2 и 50% CH4 по массе) 85
Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе) 60
Водород, смесь с оксидом углерода (50% H2 50% CO2 по массе) 65
Газ доменных печей 3
Газ коксовых печей 38,5
Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан) 43,8
Изобутан 45,6
Метан 50
н-Бутан 45,7
н-Гексан 45,1
н-Пентан 45,4
Попутный газ 40,6…43
Природный газ 41…49
Пропадиен 46,3
Пропан 46,3
Пропилен 45,8
Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе) 52
Этан 47,5
Этилен 47,2

КПД тепловой машины

Коэффициентом полезного действия (КПД) тепловой машины (двигателя) называется отношение работы ​\( A \)​, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты ​\( Q_1 \)​, полученному за цикл от нагревателя:

Тепловая машина с максимальным КПД была создана Карно. В машине осуществляется круговой процесс (цикл Карно), при котором после ряда преобразований система возвращается в начальное состояние.

Цикл Карно состоит из четырех стадий:

  1. Изотермическое расширение (на рисунке — процесс 1–2). В начале процесса рабочее тело имеет температуру ​\( T_1 \)​, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передает ему количество теплоты ​\( Q_1 \)​. При этом объем рабочего тела увеличивается.
  2. Адиабатное расширение (на рисунке — процесс 2–3). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника ​\( T_2 \)​.
  3. Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс 3–4). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру ​\( T_2 \)​, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты ​\( Q_2 \)​.
  4. Адиабатное сжатие (на рисунке — процесс 4–1). Рабочее тело отсоединяется от холодильника. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя ​\( T_1 \)​.

КПД цикла Карно:

Отсюда видно, что КПД цикла Карно с идеальным газом зависит только от температуры нагревателя ​\( (T_1) \)​ и холодильника \( (T_2) \).

Из уравнения следуют выводы:

  • для повышения КПД тепловой машины нужно увеличить температуру нагревателя и уменьшить температуру холодильника;
  • КПД тепловой машины всегда меньше 1.

Цикл Карно обратим, так как все его составные части являются равновесными процессами.

КПД тепловых двигателей: двигатель внутреннего сгорания — 30%, дизельный двигатель — 40%, паровая турбина — 40%, газовая турбина — 25–30%.

Подрозетники для гипсокартона: условия выбора и техника монтажа

Забота о безопасности в жилищных условиях начинается именно с прокладки электричества. На сегодняшний день хозяева делают ремонт в современном стиле, используя новые и практичные материалы. Так для отделки стен и потолков стал применяться гипсокартон. Но для этого вам придется правильно выбрать подрозетники для гипсокартона соответствующие характеристикам безопасности.

В основном все колпачки для розеток и выключателей, монтирующихся в стену имеют одинаковый внутренний и внешний диаметр. Их внешний диаметр составляет 67 мм, что подчеркивает универсальность конструкции.

О тепловой энергии простым языком!

. энергию вакуума и еще существующую только в теории – темную энергию. В этой статье, первой в рубрике «Теплотехника», я попытаюсь на простом и доступном языке, используя практический пример, рассказать о важнейшем виде энергии в жизни людей — о тепловой энергии и о рождающей ее во времени тепловой мощности.

Несколько слов для понимания места теплотехники, как раздела науки о получении, передаче и применении тепловой энергии. Современная теплотехника выделилась из общей термодинамики, которая в свою очередь является одним из разделов физики. Термодинамика – это дословно «теплый» плюс «силовой». Таким образом, термодинамика – это наука об «изменении температуры» системы.

Воздействие на систему извне, при котором изменяется ее внутренняя энергия, может являться результатом теплообмена. Тепловая энергия, которая приобретается или теряется системой в результате такого взаимодействия с окружающей средой, называется количеством теплоты и измеряется в системе СИ в Джоулях.

Если вы не инженер-теплотехник, и ежедневно не занимаетесь теплотехническими вопросами, то вам, столкнувшись с ними, иногда без опыта бывает очень трудно быстро в них разобраться. Трудно без наличия опыта представить даже размерность искомых значений количества теплоты и тепловой мощности. Сколько Джоулей энергии необходимо чтобы нагреть 1000 метров кубических воздуха от температуры -37˚С до +18˚С. Какая нужна мощность источника тепла, чтобы сделать это за 1 час. На эти не самые сложные вопросы способны сегодня ответить «сходу» далеко не все инженеры. Иногда специалисты даже помнят формулы, но применить их на практике могут лишь единицы!

Прочитав до конца эту статью, вы сможете легко решать реальные производственные и бытовые задачи, связанные с нагревом и охлаждением различных материалов. Понимание физической сути процессов теплопередачи и знание простых основных формул – это главные блоки в фундаменте знаний по теплотехнике!

Тепловые явления

Определение

Явления, которые связаны с изменением температуры тела, приводящей к его нагреванию или охлаждению, называют тепловыми. 

В качестве примера можно привести нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металлов и др.

Закон сохранения энергии

Закон сохранения энергии постулирует, что в природе не происходит возникновения или исчезновения энергии. Энергия существует всегда, просто она превращается из одного вида в другой, передается от одного тела другому, и при этом ее значение сохраняется.

Уравнение, иллюстрирующее закон сохранения механической энергии, выглядит так:

\(E_{k_1}+E_{p_1}=E_{k_2}+E_{p_2}\)

и означает следующее: 

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, которые находятся в замкнутой системе и взаимодействуют между собой силами тяготения и упругости, остается постоянной.

В данном уравнении \(E_{k_1}\) и \(E_{k_2}\) — кинетическая энергия тела, \(E_{p_1}\) и \(E_{p_2}\) — потенциальная энергия тела.

Полная механическая энергия (E) будет определяться по формуле:

\(E=E_k+E_p\)

где \(E_k\) — кинетическая энергия, \(E_p\) — потенциальная.

Формула вычисления количества теплоты

Внутренняя энергия тела может изменяться двумя путями:

  • за счет совершения работы; 
  • без совершения работы, за счет теплопередачи. 

Определение

Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.

Определяется по формуле:

\(Q=c\times m\times\left(t_2-t_1\right)\)

где Q — количество теплоты, измеряемое в джоулях, c — удельная теплоемкость, m — масса тела, \(t_1\) — начальная, \(t_2\) — конечная температуры.  

Формула вычисления количества теплоты при сгорании топлива

Определение

Количеством теплоты при сгорании топлива называется величина, которая равняется количеству энергии, выделяемой при полном сгорании топлива. 

Для определения количества теплоты при сгорании топлива необходимо знать удельную теплоту сгорания q — количество теплоты, которое выделяет 1 килограмм топлива при полном сгорании.

Формула выглядит так:

\(Q=q\times m\)

где Q — количество теплоты при сгорании топлива, измеряется в джоулях, m — масса топлива.

Количество теплоты плавления (кристаллизации)

Определение

Количество теплоты плавления или кристаллизации — это физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты необходимо для плавления тела при условии, что оно находится в условиях температуры плавления и нормальном атмосферном давлении. 

Для определения количества теплоты плавления нужно знать удельную теплоту плавления (\lambda) — величину, показывающую, какое количество теплоты необходимо дать кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние.

Количество теплоты плавления определяется по формуле:

\(Q=\lambda\times m,\)

Количество теплоты кристаллизации находят таким образом:

\(Q=-\lambda\times m\)

где Q — количество теплоты плавления или кристаллизации, измеряется в джоулях, m — масса тела.

Формула вычисления абсолютной влажности

Определение

Влажностью воздуха называется содержание водяного пара в атмосфере, которое возможно за счет непрерывного испарения воды с поверхности водоемов.

Абсолютная влажность (ρ) показывает плотность водяного пара, т.е. сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 кубический метр при заданных условиях.

Вычисляется по формуле:

\(p=\frac mV\)

где m — масса водяного пара в воздухе, V — объем воздуха.

Измеряется в \(г/{м^3}\).

Вычисление относительной влажности воздуха

Определение 6

Относительная влажность воздуха \((\varphi)\) — это отношение абсолютной влажности воздуха (ρ) к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре (\(ρ_0\)), выражается в процентах.

Насыщение водяного пара зависит от:

  • температуры;
  • количества водяных паров;
  • давления.

Соответственно, относительную влажность воздуха можно вычислить при помощи формулы:

\(\varphi=\frac p{p_0}\times100\%\)

КПД тепловой машины

С помощью коэффициента полезного действия (КПД) двигателя определяют экономичность различных тепловых двигателей.

Определение

КПД называется отношение совершенной двигателем полезной работы к энергии, полученной от нагревателя.

КПД двигателя находят по формуле:

\(\eta=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}\times100\%\)

где \eta — КПД, выражается в процентах; \(Q_1\) — количество теплоты, полученное от нагревателя, \(Q_2\) — количество теплоты, отданное телом холодильнику.

Расчет тепловой мощности: формула

Рассмотрим формулу и приведем примеры, как произвести расчет для зданий с разным коэффициентом рассеивания.

Vx(дельта)TxK= ккал/ч (тепловая мощность), где:

  • Первый показатель «V» – объем рассчитываемого помещения;
  • Дельта «Т» – разница температур – это та величина, которая показывает насколько градусов внутри помещения теплее, чем снаружи;
  • «К» – коэффициент рассеивания (его еще называют «коэффициент пропускания тепла»). Величина берется из таблицы. Обычно цифра колеблется от 4 до 0,6.

Примерные величины коэффициента рассеивания для упрощенного расчёта

  • Если это неутепленный металлопрофиль или доска то «К» будет = 3 – 4 единицы.
  • Одинарная кирпичная кладка и минимальное утепление – «К» = от 2 до 3-ёх.
  • Стена в два кирпича, стандартное перекрытие, окна и
  • двери – «К» = от 1 до 2.
  • Самый теплый вариант. Стеклопакеты, кирпичные стены с двойным утеплителем и т. п. – «К» = 0,6 – 0,9.

Более точный расчет можно произвести, высчитывая точные размеры отличающихся по свойствам поверхностей дома в м2 (окна, двери и т. д.), производя расчёт для них отдельно и складывая получившиеся показатели.

Что такое тепловой эффект химической реакции

В процессе химических реакций может выделяться или поглощаться тепло.

Определение

Экзотермическими реакциями называют процессы, в результате которых выделяется теплота, обозначаемая параметром «+».

Эндотермическими реакциями являются нормальные процессы, сопровождающиеся поглощением теплоты. В этом случае теплота Q обозначается со знаком «-».

Определение

Тепловым эффектом химической реакции называют изменение внутренней энергии системы, что является результатом химической реакции и трансформации исходных веществ или реагентов в продукты реакции в количествах, которые соответствуют формуле химической реакции.

Химические реакции сопровождаются некоторыми численными закономерностями. С их помощью можно определить знак, которому соответствует тепловой эффект. К данным закономерностям относят:

  1. Экзотермические реакции, протекающие самопроизвольно, запускаются с помощью инициации, включая нагрев и другие действия. Примером таких процессов является произвольное горение угля после поджига: \(C+O_{2} = CO_{2} + Q\)
  2. Устойчивые вещества образуются из простых веществ в результате экзотермических реакций, а реакции разложения обычно являются эндотермическими. Примером является распад нитрата калия, сопровождающийся поглощением тепла: \(2KNO_{3}\rightarrow 2KNO_{2} + O_{2}-Q\)
  3. Более устойчивые вещества образуются из менее устойчивых, как правило, в процессе экзотермических реакций. Справедливо и обратное утверждение: более устойчивые вещества образуются из менее устойчивых, тепло при этом поглощается. Устойчивость определяют приблизительно, исходя из активности и стабильности вещества в обычных условиях. В привычном мире нас окружают в большинстве своем относительно устойчивые вещества. В качестве примера можно рассмотреть процесс горения аммиака, при котором активные неустойчивые вещества взаимодействуют между собой, что сопровождается образованием устойчивых веществ, а именно, азота и воды. Экзотермическая реакция будет записана в таком виде: \(4NH_{2} + 3O_{2} \rightarrow 2N_{2} + 6H_{2}O + Q\)

Обозначить количество теплоты можно буквой Q. Величина измеряется в кДж (килоджоули) или Дж (джоули). Теплота, которая выделяется во время реакции, пропорциональна количеству вещества, с помощью которого запущена реакция.

Как связаны и чем отличаются количество теплоты и удельная теплоемкость

Будем рассматривать такие процессы, как нагревание и охлаждение.

  1. нагревание — тело получает тепловую энергию (количество теплоты).
  2. охлаждение – тело отдает тепловую энергию в окружающее пространство.

Благодаря процессам нагревания и охлаждения мы можем обогреваться зимой с помощью русской печи. Сначала печь получит количество теплоты (тепловую энергию) от сгорающего топлива — дров. А затем, будет остывать и отдавать это количество теплоты всем телам, находящимся в помещении.

Отличия удельной теплоемкости от количества теплоты

Запомнить, что такое количество теплоты, и чем оно отличается от удельной теплоемкости, можно так (рис. ):

Рис. 4. Удельная теплоемкость и количество теплоты – это энергии, они приходятся на различное количество градусов и количество килограммов

Связь количества теплоты и удельной теплоемкости — формула

Если известны:

  • удельная теплоемкость вещества;
  • количество килограммов вещества;
  • количество градусов, на которое нужно нагреть вещество,

то легко посчитать общую тепловую энергию – т. е. количество теплоты.

Для этого используем формулу:

\

\(\large Q \left( \text{Дж} \right) \) – количество теплоты, т. е. общая тепловая энергия;

\(\large c \left( \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{град}} \right) \) – удельная теплоемкость;

\(\large m \left( \text{кг} \right) \) – масса вещества;

\(\large t_{\text{конеч}} \left( \text{град} \right) \) – температура после нагревания;

\(\large t_{\text{нач}} \left( \text{град} \right) \) – температура до нагревания;

Теплопередача

Теплопередача – процесс изменения внутренней энергии тела без совершения работы.

Существуют три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение (лучистый теплообмен). Теплопередача происходит между телами, имеющими разную температуру. Тепло передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.

Теплопроводность – это процесс переноса энергии от более нагретых тел (частей тела) к менее нагретым в результате движения и взаимодействия частиц тела. Высокую теплопроводность имеют металлы – так, лучшие проводники тепла – медь, золото, серебро. Теплопроводность жидкостей меньше, а газы являются плохими проводниками тепла. Пористые тела плохо проводят тепло, так как в порах содержится воздух. Вещества с низкой теплопроводностью используют в качестве теплоизоляторов. Теплопроводность невозможна в вакууме. При теплопроводности не происходит переноса вещества.

Явление теплопроводности газов аналогично явлению диффузии. Быстрые молекулы из слоя с более высокой температурой перемещаются в более холодный слой, а молекулы из холодного слоя перемещаются в более нагретый. За счет этого средняя кинетическая энергия молекул более теплого слоя уменьшается, и его температура становится ниже.

В жидкостях и твердых телах при повышении температуры какого-либо участка твердого тела или жидкости его частицы начинают колебаться сильнее. Соударяясь с соседними частицами, где температура ниже, эти частицы передают им часть своей энергии, и температура этого участка возрастает.

Конвекция – перенос энергии потоками жидкости или газа.

Объяснить механизм конвекции можно на основе теплового расширения тел и закона Архимеда. При нагревании объем жидкости увеличивается, а плотность уменьшается. Нагретый слой под действием силы Архимеда поднимается вверх, а холодный опускается вниз. Это естественная конвекция. Она возникает при неравномерном нагревании жидкости или газа снизу в поле тяготения.

При вынужденной конвекции перемещение вещества происходит под действием насосов, лопастей вентилятора. Такая конвекция применяется в состоянии невесомости. Интенсивность конвекции зависит от разности температур слоев среды и агрегатного состояния вещества. Конвекционные потоки поднимаются вверх. При конвекции происходит перенос вещества.

В твердых телах конвекция невозможна, так как частицы не могут из-за сильного взаимодействия покидать свои места. В вакууме конвекция также невозможна.

Примером конвективных потоков в природе являются ветры (бризы дневной и ночной, муссоны).

Излучение (лучистый теплообмен) – перенос энергии электромагнитными волнами. Перенос тепла излучением возможен в вакууме. Источником излучения является любое тело, температура которого отлична от нуля К. При поглощении энергия теплового излучения переходит во внутреннюю энергию. Темные тела быстрее нагреваются излучением, чем тела с блестящей поверхностью, но и остывают быстрее. Мощность излучения зависит от температуры тела. С увеличением температуры тела энергия излучения увеличивается. Чем больше площадь поверхности тела, тем интенсивнее излучение.

Как расшифровываются аббревиатуры по теплоснабжению в 2019?

КПУ

В квитанции, которая вам пришла, может встретиться такое словосочетание, как «водоотвод КПУ» или, если вы платите за водоснабжение, «ХВС КПУ» / «ГВС КПУ».

  • В первом случае подразумевается слив всех сточных вод. При этом учитывается суммарно, сколько уходит в канализацию горячей и холодной воды, потраченной на общедомовые нужды.Плата производится не только за саму канализацию, но и за отвод, утилизацию, транспортировку и дальнейшее очищение потребляемой воды.
  • Во втором случае, водоснабжение обозначает непосредственную подачу воды в квартиру.

В эту услугу входят:

  • непрерывный нагрев горячей воды;
  • обеззараживание холодной, после чего она становится пригодной для питья.

ИПУ (индивидуальные приборы учёта)

Эти технические средства предназначены для подсчёта потребляемых ресурсов в отдельно взятой квартире, т.е. жилец сам может регулировать расходы и плату за них.

Существует два метода учёта расходов:

  1. коллективный;
  2. индивидуальный (с помощью ИПУ).
  • В первом случае устанавливается общий счётчик на весь дом, а его показания делятся в равных долях между количеством жильцов, прописанных в этом доме. В этой ситуации люди должны оплачивать свою долю независимо от того, находятся ли они на этот период дома или нет.
  • Во втором случае приборы учёта устанавливаются в каждой квартире и люди платят только за то, что они действительно использовали за определенный период. Такой метод считается наиболее эффективным и справедливым для подсчёта расходуемых ресурсов (как рассчитать стоимость отопления за 1 кв. м в 2019-м?).

ОДН (общедомовые нужды)

Коммунальные услуги ОДН – это ресурсы, которые используются в процессе содержания и эксплуатации общего имущества в МКД.

Согласно Постановлению Правительства РФ от 06.05.2011 №354 «О порядке предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений многоквартирных домах и жилых домов» за эти услуги обязаны платить все жильцы МКД без исключения.

Что же относят к услугам ОДН, за которые будет плату с жильцов? Вот краткий перечень:

  1. водо-, газо, теплоснабжение нежилых помещений, находящихся в собственности многоквартирного дома;
  2. уборка этих помещений;
  3. благоустройство прилежащих территорий;
  4. обеспечение работы лифта, домофона, системы видеонаблюдения, установка общей антенны;
  5. отопление и освещение общего имущества (как формируется плата за отопление в России?).

Кроме того, статьей 36 Жилищного кодекса РФ установлен список общего имущества в МКД. В него входят:

  1. лифты и лифтовые шахты;
  2. коридоры;
  3. чердаки и подвалы;
  4. крыши;
  5. лестницы и лестничные площадки;
  6. помещения предназначенные для удовлетворения социальных и других потребностей (магазины, секции и т.д.);
  7. оборудование, принадлежащее дому.

ГКАЛ

Эта аббревиатура обозначает единицу измерения потребляемых ресурсов – гигакалорию.

Вот значения, из которых и выводится Гкал: 1 гигаКал (Гкал)= 1000 Мкал = 1000000 ккал = 1000000000 Кал.

Теперь, увидев это сокращение в квитанции ЖКХ, вы с легкостью поймете, что это количество ресурсов, которое вы использовали и которое вам следует внести оплату за определенный период времени.

ОДПУ / ДПУ

Под этой аббревиатурой скрываются общедомовые и домовые приборы учёта. Несмотря на то, что существует множество различных счётчиков, таких как ИПУ или КПУ, общедомовые приборы учета необходимы в МКД. Всё дело том, что при отсутствии ОДПУ в каждую квартиру придётся устанавливать как минимум 4 различных вида счётчиков (для электричества, тепла, воды и газа) или же жильцам придется переплачивать.

Установка такого счётчика обязательна для всех многоквартирных домов согласно ФЗ №261, который вышел ещё в 2009 году. Однако, несмотря на то, что предписание этого закона гласило о необходимости завершить установку до 2012 года, многие дома до сих пор не сделали этого.

Отопительный сезон в средней части РФ продолжается около 6 месяцев в году, но квитанции за оказание услуги по предоставлению тепловой энергии присылаются ежемесячно. Почему вы платите за отопление летом, к каким последствиям может привести задолженность, почему норматив зависит от этажности, а также как сделать корректировку оплаты в 2019 году, изменится тариф с 2020-го, заключить договор по теплоснабжению — читайте на нашем интернет-портале.

Удельная теплота плавления. Плавление аморфных тел

Различные кристаллические вещества имеют разное атомно-молекулярное строение, разные кристаллические решётки. Поэтому различается и их температура плавления.

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА ПЛАВЛЕНИЯ

Для того чтобы разрушить кристаллическую решётку различных веществ, необходимо затратить разную энергию и, следовательно, сообщить веществу разное количество теплоты.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо передать кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние, называется удельной теплотой плавления.

Удельная теплота плавления обозначается греческой буквой λ (читается «лямбда»). Её единица — джоуль на килограмм (1 Дж/кг).

Различные вещества имеют разную удельную теплоту плавления. Значения удельной теплоты плавления получены опытным путём.

Так, было установлено, что удельная теплота плавления льда равна 3,4 • 105 Дж/кг. Это означает, что для плавления льда массой 1 кг, взятого при 0 °С, и превращения его в воду такой же температуры требуется затратить 3,4 • 105 Дж энергии. При этом внутренняя энергия получившейся воды увеличится на 3,4 • 105 Дж.

Удельная теплота плавления показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия вещества массой 1 кг, взятого при температуре плавления, при его плавлении или отвердевании. Таким образом, при температуре плавления внутренняя энергия вещества в жидком состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества в твёрдом состоянии.

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ. НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ТЕЛА ПРОИЗВОЛЬНОЙ МАССЫ

Количество теплоты Q, необходимое для плавления кристаллического тела массой т, взятого при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении, зависит как от удельной теплоты плавления X, так и от массы вещества: Q = λm.

Опыты показывают, что количество теплоты, выделяющееся при отвердевании и образовании кристаллических тел, равно количеству теплоты, которое необходимо для их плавления. При этом выделенная энергия передаётся окружающим телам.

Определение тепловых характеристик свинца по графикуОпределение тепловых характеристик свинца по графику

АМОРФНЫЕ ТЕЛА

(от греч. а — отрицательная частица и morphe — форма). Существует особый вид твёрдых тел, которые по своим физическим свойствам и молекулярной структуре отличаются от кристаллических тел. Это аморфные тела. В аморфных телах атомы или молекулы расположены уже не строго упорядоченно, как в кристаллических телах. Различие в строении кристаллических и аморфных тел приводит к тому, что их механические и тепловые свойства различаются. К аморфным телам относятся резина, воск, пластилин, стекло, различные пластмассы.

Фрай Стивен в «Книге всеобщих заблуждений» пишет: «…В течение долгого времени было широко распространено мнение о том, что стекло, будучи аморфным веществом, способно в твёрдом состоянии течь, как жидкость, хотя и очень медленно. В подтверждение этого приводился факт, что нижняя часть старинных стеклянных витражей толще верхней. Оказывается, причина утолщения нижней части стекла состоит в том, что средневековые стекольщики просто не умели отлить идеальные стеклянные листы, а при установке располагали их толстым краем к полу для большей устойчивости. Путаница же возникла от неверного прочтения работы немецкого физика Густава Таммана, изучавшего свойства стекла. На самом деле стекло — это аморфное твёрдое тело».

ПЛАВЛЕНИЕ АМОРФНЫХ ТЕЛ

Поскольку молекулярное строение аморфных тел отличается от строения кристаллических тел, то их плавление происходит иначе, чем плавление кристаллических тел.

В строении аморфных тел отсутствует кристаллическая структура, поэтому для их плавления не требуется дополнительная энергия для разрыва межмолекулярных связей, как в случае плавления кристаллических тел. Температура аморфных тел при этом изменяется непрерывно. Следовательно, аморфные тела не обладают определённой температурой плавления.

При нагревании аморфные тела постепенно размягчаются, превращаясь в жидкость. При обратном процессе — отвердевании аморфных тел — температура также изменяется непрерывно, но при этом уменьшается.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Удельная теплота плавления. Плавление аморфных тел».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Просмотров:
2 098

Физический смысл норматива потребления отопления

Многоквартирные дома в законодательстве РФ, в том числе в целях расчета объема потребления теплоэнергии для отопления, рассматриваются как неделимые единицы. То есть МКД — это единый теплотехнический объект, потребляющий теплоэнергию для отопления входящих в его состав помещений. И именно общий объем потребленной всем домом теплоэнергии важен при расчетах исполнителя коммунальных услуг (ИКУ) с ресурсоснабжающей организацией (РСО).

Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг, утвержденные ПП РФ от 23.05.2006 N306 (далее — Правила 306) с целью расчета норматива потребления коммунальной услуги по отоплению предусматривают сначала расчет количества тепловой энергии, необходимой для отопления многоквартирного дома или жилого дома в течение года (пункт 19 Приложения 1 к Правилам 306, формула 19). Год выбран в качестве периода, за который производится расчет, для дальнейшего получения усредненного значения норматива потребления теплоэнергии в месяц, поскольку в разные календарные месяцы потребление теплоэнергии на отопление будет, разумеется, разным, а оплата по нормативу предполагает одинаковый размер платы за отопление либо в течение отопительного периода, либо равномерно в течение календарного года, в зависимости от выбранного субъектом РФ способа оплаты отопления .

Поскольку многоквартирный дом состоит из совокупности жилых и нежилых помещений и мест общего пользования (общего имущества), при этом общее имущество на праве общедолевой собственности принадлежит собственникам отдельных помещений дома, весь объем тепловой энергии, поступающей в дом, потребляется именно собственниками помещений такого дома. Следовательно, и оплата теплоэнергии, потребленной на отопление, должна производиться собственниками помещений МКД. И тут возникает вопрос — каким образом распределить стоимость всего объема теплоэнергии, потребленной многоквартирным домом, между собственниками помещений этого МКД?

Руководствуясь вполне логичными выводами о том, что потребление теплоэнергии в каждом конкретном помещении зависит от размера такого помещения, Правительство РФ установило порядок распределения объема теплоэнергии, потребляемой всем домом, среди помещений такого дома пропорционально площади этих помещений. Такой порядок предусматривают как Правила 354 (распределение показаний общедомового прибора учета отопления пропорционально долям площадей помещений конкретных собственников в общей площади всех помещений дома в собственности), так и Правила 306 при установлении норматива потребления отопления.

Пункт 18 Приложения 1 к Правилам 306 устанавливает:«18. Норматив потребления коммунальной услуги по отоплению в жилых и нежилых помещениях (Гкал на 1 кв.м общей площади всех жилых и нежилых помещений в многоквартирном доме или жилого дома в месяц) определяется по следующей формуле (формула 18):

,

где:— количество тепловой энергии, потребляемой за один отопительный период многоквартирными домами, не оборудованными коллективными (общедомовыми) приборами учета тепловой энергии, или жилыми домами, не оборудованными индивидуальными приборами учета тепловой энергии (Гкал), определяемое по формуле 19;— общая площадь всех жилых и нежилых помещений в многоквартирных домах или общая площадь жилых домов (кв.м);— период, равный продолжительности отопительного периода (количество календарных месяцев, в том числе неполных, в отопительном периоде)».

Таким образом, именно приведенной формулой обусловлено, что норматив потребления коммунальной услуги по отоплению измеряется именно в Гкал/кв.метр, что, кроме всего прочего, прямо установлено подпунктом «е» пункта 7 Правил 306:«7. При выборе единицы измерения нормативов потребления коммунальных услуг используются следующие показатели:е) в отношении отопления:в жилых помещениях — Гкал на 1 кв. метр общей площади всех помещений в многоквартирном доме или жилого дома».

Исходя из сказанного, норматив потребления коммунальной услуги по отоплению равен количеству теплоэнергии, потребляемой в многоквартирном доме на 1 квадратный метр площади помещений в собственности в месяц отопительного периода (при выборе способа оплаты равномерно в течение года применяетсякоэффициент периодичности внесения потребителями платы ).

Технические характеристики Лада Приора

Выделения влаги от не кипящей жидкости.

Поступление влаги в помещение от открыто расположенной поверхности некипящей жидкости можно определить по формуле

где: а — фактор скорости движения окружающего воздуха под влиянием гравитационных сил. Фактор скорости принимаем по таблице при температуре воды от +30˚С до +100˚С.

Фактор скорости

Температура воды, ˚С, (до…) 30 40 50 60 70 80 90 100
Фактор скорости 0,022 0,028 0,033 0,037 0,041 0,046 0,051 0,06

Vв — относительная скорость движения воздуха над поверхностью испарения, м/с;Р2 — парциальное давление водяного пара, которое соответствует температуре поверхности воды, кПа. При испарении, без подведения теплоты к воде, значение Р2 определяется при температуре окружающего воздуха по мокрому термометру.Р1 — давление водяного пара в воздухе помещения, кПа; F — площадь поверхности испарения, м2;РБ — расчетное барометрическое давление для данной местности, кПа.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий