Căldură, muncă și energie
Tutorial despre căldură, muncă și energie - elemente esențiale ca căldură specifică
Energie termică)
Unitatea SI de căldură - sau energie - este joule (J).
Cu diferență de temperatură
- căldura se va transfera dintr-un corp cald cu temperatură mai mare într-un corp mai rece cu temperatură mai mică
Alte unități utilizate pentru a cuantifica căldura sunt British Thermal Unit - Btu (cantitatea de căldură de ridicat 1 lb de apă de 1 o F.) si Calorii (cantitatea de căldură de ridicat 1 gram de apă de 1 o C (sau 1 K).
A calorii este definit ca cantitatea de căldură necesară pentru schimbarea temperaturii un gram de apă lichidă de un grad Celsius (sau un grad Kelvin).
1 cal = 4,184 J
1 J = 1 Ws
= (1 Ws) (1/3600 h/s)
= 2,78 10 -4 Wh
= 2,78 10 -7 kWh
Debit de căldură (putere)
Transferul de căldură ca rezultat al diferenței de temperatură singur este denumit flux de caldura. Unitățile SI pentru fluxul de căldură sunt J/s sau watt (W) - la fel ca puterea. Un watt este definit ca 1 J/s.
Entalpia specifică
Entalpia specifică este o măsură a energiei totale din o unitate de masă. Unitatea SI utilizată în mod obișnuit este J/kg sau kJ/kg.
Termenul se referă la energia totală datorată atât presiunii, cât și temperaturii unui fluid (cum ar fi apa sau aburul) în orice moment și stare date. Mai exact entalpia este suma energiei interne și a muncii efectuate prin presiunea aplicată.
Capacitate de căldură
Capacitatea termică a unui sistem este
-
cantitatea de căldură necesară pentru schimbarea temperaturii întregulsistem de un grad.
Căldura specifică
Căldura specifică (= capacitatea specifică de căldură) este cantitatea de căldură necesară pentru schimbarea temperaturii unitate de masă a unei substanțe de un grad.
Căldura specifică poate fi măsurată în J/g K, J/kg K, kJ/kg K, cal/gK sau Btu/lb o F și altele.
Nu folosiți niciodată valori tabelate ale capacității de căldură fără a verifica unitățile valorilor reale!
Căldura specifică pentru produsele și materialele obișnuite se găsește în secțiunea Proprietăți material.
Căldură specifică - presiune constantă
Entalpia - sau energia internă - a unei substanțe este o funcție a temperaturii și a presiunii sale.
Schimbarea energiei interne în raport cu schimbarea temperaturii la presiune fixă este căldura specifică la presiune constantă - cp.
Căldură specifică - volum constant
Modificarea energiei interne în ceea ce privește modificarea temperaturii la volum fix este căldura specifică la volum constant - cv.
Cu excepția cazului în care presiunea este extrem de mare, munca realizată prin presiunea aplicată asupra solidelor și lichidelor poate fi neglijată, iar entalpia poate fi reprezentată doar de componenta energetică internă. Se poate spune că încălzirile cu volum constant și presiune constantă sunt egale.
Pentru solide și lichide
Căldura specifică reprezintă cantitatea de energie necesară pentru a crește 1 kg de substanță la 1 o C (sau 1 K), și poate fi gândit ca abilitatea de a absorbi căldura. Unitățile SI ale căldurilor specifice sunt J/kgK (kJ/kg o C). Apa are o căldură specifică mare de 4,19 kJ/kg o C în comparație cu multe alte fluide și materiale.