φfizikzauglom

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 · อุณหพลศาสตร์

กระบวนการทางความร้อนและประสิทธิภาพ

การทำความร้อน การเปลี่ยนเฟส กระบวนการอะเดียแบติก และเครื่องยนต์ความร้อน

28 นาที21 บัตรทฤษฎี
เปิดบทเรียนเชิงโต้ตอบ

สื่อการสอน

แนวคิดพื้นฐาน

4

การถ่ายเทความร้อน

การถ่ายเทพลังงานภายในระหว่างร่างกายโดยไม่ต้องทำงานทางกลกับการเคลื่อนที่ด้วยตาเปล่า

พลังงานถูกถ่ายโอนจากวัตถุที่ร้อนกว่าไปยังวัตถุที่เย็นกว่าโดยธรรมชาติโดยการนำ การพาความร้อน หรือการแผ่รังสี

การเปลี่ยนเฟส

การเปลี่ยนผ่านของสสารระหว่างสถานะของการรวมกลุ่ม

ในระหว่างการหลอมละลายหรือการเดือด พลังงานที่ให้มาจะเปลี่ยนตำแหน่งสัมพัทธ์ของอนุภาค ดังนั้นอุณหภูมิจึงมักจะคงที่

กระบวนการอะเดียแบติก

กระบวนการที่ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างระบบและสิ่งแวดล้อม

โดยที่ Q = 0: อุณหภูมิและพลังงานภายในเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการทำงานกับแก๊สหรือการทำงานของแก๊สเท่านั้น

เครื่องยนต์ร้อน

อุปกรณ์ที่แปลงส่วนหนึ่งของความร้อนที่ได้รับเป็นวงจรเป็นงานเครื่องกล

เครื่องรับความร้อนจากฮีตเตอร์ แปลงบางส่วนเป็นงาน แล้วที่เหลือส่งเข้าตู้เย็น ดังนั้นประสิทธิภาพจึงน้อยกว่า 100% เสมอ

สื่อการสอน

ปริมาณทางกายภาพ

10

ความจุความร้อนจำเพาะ

cc

ความร้อนทำให้อุณหภูมิของมวลหนึ่งหน่วยเปลี่ยนไปหนึ่งองศา

หน่วย: จูลต่อกิโลกรัมเคลวิน · DzhkgK\frac{\mathrm{Dzh}}{\mathrm{kg}\cdot\mathrm{K}}

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

Δt\Delta t

ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้น

หน่วย: องศาเซลเซียส · C{}^\circ\mathrm{C}

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้

qq

ความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงหนึ่งหน่วยโดยสมบูรณ์

หน่วย: จูลต่อกิโลกรัม · Dzhkg\frac{\mathrm{Dzh}}{\mathrm{kg}}

ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน

λ\lambda

ให้ความร้อนเพื่อละลายมวลหน่วยที่จุดหลอมเหลว

หน่วย: จูลต่อกิโลกรัม · Dzhkg\frac{\mathrm{Dzh}}{\mathrm{kg}}

ความร้อนจำเพาะของการกลายเป็นไอ

rr

ความร้อนที่ต้องใช้ในการแปลงมวลหน่วยของของเหลวให้เป็นไอที่จุดเดือด

หน่วย: จูลต่อกิโลกรัม · Dzhkg\frac{\mathrm{Dzh}}{\mathrm{kg}}

ประสิทธิภาพความร้อนของเครื่องยนต์

η\eta

เศษส่วนของความร้อนของเครื่องทำความร้อนถูกแปลงเป็นงานที่มีประโยชน์

หน่วย: ปริมาณไร้มิติ

เครื่องทำความร้อน

Q1Q_1

พลังงานที่ได้รับจากของไหลทำงานจากเครื่องทำความร้อน

หน่วย: จูล · Dzh\mathrm{Dzh}

ความอบอุ่นของตู้เย็น

Q2Q_2

พลังงานที่ถ่ายเทจากของไหลทำงานไปยังตู้เย็น

หน่วย: จูล · Dzh\mathrm{Dzh}

อุณหภูมิเครื่องทำความร้อน

T1T_1

อุณหภูมิสัมบูรณ์ของอ่างเก็บน้ำร้อน

หน่วย: เคลวิน · K\mathrm{K}

อุณหภูมิตู้เย็น

T2T_2

อุณหภูมิสัมบูรณ์ของอ่างเก็บน้ำเย็น

หน่วย: เคลวิน · K\mathrm{K}

สื่อการสอน

สูตรบทเรียน

7

ความอบอุ่นเมื่อได้รับความร้อน

Q=mcΔtQ=mc\Delta t

ปริมาณความร้อนเท่ากับผลคูณของมวล ความจุความร้อนจำเพาะ และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ความร้อนจากการเผาไหม้

Q=mqQ=mq

เมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้จนหมด ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาตามสัดส่วนของมวลของมัน

ความร้อนของการหลอมละลาย

Q=mλQ=m\lambda

ความร้อนของการหลอมเหลวที่อุณหภูมิคงที่จะเป็นสัดส่วนกับมวลของสาร

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

Q=mrQ=mr

ความร้อนของการกลายเป็นไอที่อุณหภูมิคงที่จะเป็นสัดส่วนกับมวลของของเหลว

กฎข้อที่หนึ่งสำหรับกระบวนการอะเดียแบติก

Q=0,ΔU=AQ=0,\quad\Delta U=A\prime

หากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน พลังงานภายในจะเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการทำงานของแรงภายนอกเท่านั้น

สภาพสินค้า: ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม

ประสิทธิภาพความร้อนของเครื่องยนต์

η=AQ1=Q1Q2Q1\eta=\frac{A}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}

ประสิทธิภาพเท่ากับอัตราส่วนของงานที่มีประโยชน์ต่อความร้อนของเครื่องทำความร้อน

ประสิทธิภาพของเครื่องจักร Carnot ในอุดมคติ

η=T1T2T1\eta=\frac{T_1-T_2}{T_1}

ประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องจักรแบบพลิกกลับได้นั้นพิจารณาจากอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนและตู้เย็น

ไดเรกทอรี

สูตรที่เกี่ยวข้อง

การปฏิบัติ

งานในหัวข้อ