गर्मी है ... दहन के दौरान कितना गर्मी जारी की जाएगी?

सभी पदार्थों में आंतरिक ऊर्जा है यह मान कई भौतिक और रासायनिक गुणों की विशेषता है, जिसमें से गर्मी के लिए विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। यह मान एक सार गणितीय मूल्य है जो पदार्थ के अणुओं के संपर्क की शक्तियों का वर्णन करता है। गर्मी विनिमय के तंत्र को समझना, पदार्थों के ठंडा और गर्म करने के दौरान और साथ ही उनके दहन के दौरान कितना गर्मी जारी किया गया था , इसका उत्तर देने में मदद मिल सकती है।

गर्मी की घटना की खोज का इतिहास

प्रारंभ में, गर्मी हस्तांतरण की घटना को बहुत सरल और स्पष्ट रूप से वर्णित किया गया था: यदि पदार्थ का तापमान बढ़ जाता है, तो यह गर्मी प्राप्त करता है, और ठंडा करने के मामले में इसे पर्यावरण में जारी करता है। हालांकि, गर्मी प्रश्न में द्रव या शरीर का अभिन्न अंग नहीं है, जैसा कि तीन सदियों पहले सोचा था। लोगों को भोलेपन से माना जाता था कि पदार्थ में दो भागों होते हैं: अपने स्वयं के अणु और गर्मी। अब बहुत कम लोगों को याद है कि लैटिन में "तापमान" शब्द का अर्थ "मिश्रण" होता है, और, उदाहरण के लिए, उन्होंने "टिन और तांबा का तापमान" के रूप में कांस्य की बात की।

17 वीं शताब्दी में, दो hypotheses दिखाई दिया कि गर्मी और गर्मी हस्तांतरण की घटना को समझा सकता है। पहली बार 1613 में गैलीलियो द्वारा प्रस्तावित उनकी रचना इस तरह से दिखाई दी: "गर्मी एक असामान्य पदार्थ है जो किसी भी शरीर में घुसना कर सकती है और इससे बाहर निकल सकती है।" गैलीलियो ने यह पदार्थ गर्मी कहा उन्होंने तर्क दिया कि गर्मी गायब या नष्ट नहीं हो सकती है, लेकिन केवल एक शरीर से दूसरे स्थान पर जाने में सक्षम है। तदनुसार, पदार्थ में अधिक गर्मी, उसके तापमान अधिक होता है।

दूसरी अवधारणा 1620 में दिखाई दी, और दार्शनिक बेकन ने इसका सुझाव दिया। उन्होंने देखा कि मजबूत हथौड़ा के नीचे, लोहे के ऊपर गर्म हो गया था। इस सिद्धांत ने भी कार्य किया जब आग घर्षण से उत्पन्न हुई, जिससे बैकन ने गर्मी की आणविक प्रकृति के विचार का नेतृत्व किया। उन्होंने तर्क दिया कि जब अपने अणुओं के शरीर पर एक यांत्रिक क्रिया एक-दूसरे के विरुद्ध लड़ने लगती है, तो आंदोलन की गति बढ़ती है और तापमान बढ़ जाता है।

दूसरी परिकल्पना का नतीजा यह था कि गर्मी एक दूसरे के साथ पदार्थ के अणुओं की यांत्रिक क्रिया का परिणाम है। लोमोनोसोव ने इस सिद्धांत को लंबे समय तक साबित करने की कोशिश की।

गर्मी एक पदार्थ की आंतरिक ऊर्जा का एक उपाय है

आधुनिक वैज्ञानिक निम्नलिखित निष्कर्ष पर पहुंचे: थर्मल ऊर्जा पदार्थ के अणुओं के संपर्क का परिणाम है, अर्थात् शरीर की आंतरिक ऊर्जा । कणों का वेग तापमान पर निर्भर करता है, और गर्मी की तीव्रता सीधे पदार्थ के द्रव्यमान के लिए आनुपातिक होती है। इसलिए, पानी की एक बाल्टी में एक भरे हुए कप की तुलना में अधिक तापीय ऊर्जा है। हालांकि, गर्म तरल के साथ एक तश्तरी ठंडा होने के साथ बेसिन की तुलना में कम गर्मी हो सकती है।

गैलीलियो के द्वारा 17 वीं शताब्दी में प्रस्तावित गर्मी के सिद्धांत, वैज्ञानिकों जे। जौले और बी। रमफोर्ड ने इनकार कर दिया था। उन्होंने साबित कर दिया था कि थर्मल ऊर्जा में किसी भी द्रव्यमान नहीं हैं और विशेष रूप से अणुओं के यांत्रिक आंदोलन द्वारा विशेषता है।

जब पदार्थ जला दिया जाता है तो कितनी गर्मी जारी की जाएगी? दहन की विशिष्ट गर्मी

तिथि करने के लिए, सार्वभौमिक और व्यापक रूप से इस्तेमाल किए गए ऊर्जा स्रोतों में पीट, तेल, कोयला, प्राकृतिक गैस या लकड़ी हैं। जब इन पदार्थों को जलाते हैं, तो गर्मी की एक निश्चित मात्रा जारी की जाती है, जो हीटिंग के लिए प्रयोग की जाती है, तंत्र ट्रिगर करती है, आदि। इस मूल्य को व्यवहार में कैसे गणना की जा सकती है?

इस उद्देश्य के लिए, दहन की विशिष्ट गर्मी की अवधारणा पेश की गई है । यह मान गर्मी की मात्रा पर निर्भर करता है जो एक निश्चित पदार्थ के 1 किलो जल जाता है। यह अक्षर q द्वारा चिह्नित है और इसे जम्मू / किग्रा में मापा जाता है नीचे कुछ सबसे सामान्य ईंधन के लिए q मानों की एक तालिका है।

निर्माण और इंजीनियरों की गणना में इंजीनियरों को यह जानना जरूरी है कि एक निश्चित मात्रा में जल जाने पर कितनी गर्मी जारी की जाएगी। इसके लिए, परमाणु मापन सूत्र Q = qm का उपयोग करके किया जा सकता है, जहां क्यू पदार्थ के दहन की गर्मी है, q दहन की विशिष्ट गर्मी (सारणीबद्ध मूल्य) है, और मीटर निर्दिष्ट द्रव्यमान है

दहन में गर्मी का निर्माण रासायनिक बांड के गठन के दौरान ऊर्जा रिलीज की घटना पर आधारित है। सबसे सरल उदाहरण कार्बन का दहन है, जो कि किसी भी प्रकार के आधुनिक ईंधन में है। वायुमंडलीय हवा की उपस्थिति में कार्बन जलता है और कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के साथ ऑक्सीजन के साथ जोड़ता है। पर्यावरण के क्षेत्र में गर्मी ऊर्जा की रिहाई के साथ एक रासायनिक बंधन का निर्माण होता है, और यह ऊर्जा अपने स्वयं के प्रयोजनों के लिए उपयोग करने के लिए अनुकूल है।

दुर्भाग्य से, तेल या पीट के रूप में इस तरह के बहुमूल्य संसाधनों का बेपर्दा व्यय जल्द ही इन ईंधन के निष्कर्षण के स्रोतों की कमी कर सकता है। पहले से ही आज यहां बिजली के उपकरणों और कारों के नए मॉडल भी हैं, जिनके काम ऊर्जा के ऐसे वैकल्पिक स्रोतों पर आधारित हैं जैसे सूरज की रोशनी, पानी या पृथ्वी की परत की ऊर्जा।

हीट ट्रांसफर

शरीर के भीतर या दूसरे शरीर से थर्मल ऊर्जा का आदान-प्रदान करने की क्षमता गर्मी हस्तांतरण कहा जाता है । यह घटना सहजता से नहीं होती है और केवल तापमान अंतर के साथ होती है। सरलतम मामले में, थर्मल ऊर्जा को अधिक गर्म शरीर से कम गर्म तक स्थानांतरित किया जाता है जब तक कि संतुलन स्थापित नहीं किया जाता है।

निकायों गर्मी हस्तांतरण घटना को छूने की जरूरत नहीं है। किसी भी स्थिति में, संतुलन की स्थापना प्रश्न में वस्तुओं के बीच और थोड़ी दूरी पर हो सकती है, लेकिन जब वे संपर्क में हैं

हीट ट्रांसफर को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

1. थर्मल चालकता

2. संवहन

3. रेडिएशन एक्सचेंज

थर्मल चालकता

यह घटना पदार्थ के अणुओं या अणुओं के बीच तापीय ऊर्जा के हस्तांतरण पर आधारित है। स्थानांतरण का कारण अणुओं की अराजक गति और उनकी निरंतर टक्कर है। इस वजह से, एक अणु से चेन के साथ दूसरे स्थान पर गर्मी हस्तांतरण

देखें कि तापीय चालकता की घटना किसी भी लोहे की सामग्री के प्रज्वलन पर हो सकती है, जब सतह पर लाली धीरे-धीरे फैलती है और धीरे-धीरे डेम्प्स (एक निश्चित मात्रा में गर्मी पर्यावरण में जारी होती है)।

जे फूरियर ने गर्मी प्रवाह के लिए एक फार्मूला प्राप्त किया, जिसने पदार्थों की तापीय चालकता की डिग्री को प्रभावित करने वाली सभी मात्रा एकत्रित की (नीचे दी गई संख्या देखें)।

इस सूत्र में, क्यू / टी गर्मी प्रवाह है, λ है थर्मल चालकता का गुणांक, एस पार-अनुभागीय क्षेत्र है, और टी / एक्स एक निश्चित दूरी पर स्थित शरीर के अंत के बीच तापमान के अंतर का अनुपात है।

थर्मल चालकता एक सारणीमान मूल्य है यह एक अपार्टमेंट की इमारत के इन्सुलेशन या उपकरणों के थर्मल इन्सुलेशन के लिए व्यावहारिक महत्व का है।

उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण

गर्मी हस्तांतरण का दूसरा तरीका, जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण की घटना पर आधारित है। संवहन और तापीय चालकता से इसका अंतर इस तथ्य में निहित है कि वैक्यूम स्पेस में ऊर्जा अंतरण हो सकता है। हालांकि, पहले मामले की तरह, तापमान अंतर आवश्यक है।

उज्ज्वल मुद्रा पृथ्वी की सतह पर सूर्य की तापीय ऊर्जा के हस्तांतरण का एक उदाहरण है, जिसके लिए मुख्य रूप से अवरक्त विकिरण जिम्मेदार है। यह निर्धारित करने के लिए कि पृथ्वी की सतह पर कितनी गर्मी हो जाती है, कई स्टेशनों का निर्माण किया जाता है जो कि इस सूचक में परिवर्तन की निगरानी करता है।

कंवेक्शन

वायु प्रवाह के संवहन आंदोलन सीधे गर्मी हस्तांतरण की घटना से संबंधित है। चाहे कितना गर्मी हम तरल पदार्थ या गैस को सूचित किया है, मामले की अणुओं तेजी से बढ़ना शुरू हो इस वजह से, पूरे सिस्टम का दबाव घटता है, और मात्रा, इसके विपरीत, बढ़ जाती है। यह गर्म वायु धाराओं या अन्य गैसों के ऊपर की तरफ के आंदोलन का कारण है।

रोज़मर्रा के जीवन में संवहन की घटना का उपयोग करने का सरलतम उदाहरण बैटरी की मदद से कमरे को गर्म कर सकता है। वे किसी कारण के लिए कमरे के निचले भाग में स्थित हैं, लेकिन गर्म हवा में वृद्धि करने के लिए जहां यह कमरे के माध्यम से प्रवाह के संचलन की ओर जाता है

आप गर्मी की मात्रा कैसे माप सकते हैं?

ताप या ठंडा करने की गर्मी एक विशेष साधन के माध्यम से गणितीय गणना की जाती है - एक कैलोरीमीटर। स्थापना को एक बड़े तापीय पृथक पोत द्वारा दर्शाया जाता है जो पानी से भर जाता है। माध्यम के प्रारंभिक तापमान को मापने के लिए एक थर्मामीटर तरल में उतारा जाता है। इसके बाद संतुलन बनाए जाने के बाद तरल के तापमान में परिवर्तन के लिए गरम शरीर को पानी में उतारा जाता है।

मध्यम के बढ़ते या कम होने से, यह निर्धारित किया जाता है कि शरीर को गर्मी कितना गर्मी खर्च करना चाहिए। एक कैलोरीमीटर सरलतम उपकरण है जो तापमान परिवर्तन रिकॉर्ड कर सकता है।

इसके अलावा, एक कैलोरीमीटर का उपयोग करके, आप गणना कर सकते हैं कि पदार्थ जला दिए जाने पर कितनी गर्मी जारी की जाती है। इसके लिए, एक "बम" पानी से भरे हुए एक पोत में रखा गया है। यह "बम" एक बंद पोत है जिसमें परीक्षण पदार्थ स्थित है। आगजनी के लिए विशेष इलेक्ट्रोड को जोड़ दिया जाता है, और कक्ष ऑक्सीजन से भर जाता है। पदार्थ के पूर्ण दहन के बाद, पानी के तापमान में बदलाव दर्ज किया जाता है।

इस तरह के प्रयोगों के दौरान यह स्थापित किया गया था कि तापीय ऊर्जा के स्रोत रासायनिक और परमाणु प्रतिक्रियाएं हैं। परमाणु प्रतिक्रियाएं पृथ्वी की गहरी परतों में होती हैं, जिससे पूरे ग्रह की गर्मी का मुख्य भंडार होता है। उनका उपयोग थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन के दौरान ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए भी किया जाता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के उदाहरण पदार्थों को जला रहे हैं और मानव पाचन तंत्र में मोनोमरों को पॉलिमर के विभाजन के लिए हैं। एक अणु में रासायनिक बांडों की गुणवत्ता और मात्रा निर्धारित करता है कि अंत में कितना गर्मी जारी की जाती है।

गर्मी का उपाय क्या है?

अंतरराष्ट्रीय एसआई प्रणाली में गर्मी की माप की इकाई जौल (जे) है। इसके अलावा, गैर-प्रणाली इकाइयां - कैलोरी - दैनिक जीवन में उपयोग की जाती हैं 1 कैलोरी अंतरराष्ट्रीय स्तर के अनुसार 4.1868 जम्मू और थर्मोकेमिस्ट्री पर आधारित 4.184 जे के बराबर है। पहले, एक ब्रिटिश थर्मल यूनिट बीटीयू था, जो कि शायद ही कभी वैज्ञानिकों द्वारा प्रयोग किया जाता है। 1 बीटीयू = 1.055 जे