Omenirea cunoaște puține tipuri de energie - energie mecanică(cinetică și potențială), energie internă (termică), energie de câmp (gravitațională, electromagnetică și nucleară), chimică. Merită subliniată energia exploziei...
Energia vidului și încă mai există doar în teorie - energie întunecată. În acest articol, primul din secțiunea „Inginerie de încălzire”, voi încerca să folosesc un simplu și limbaj accesibil folosind exemplu practic, vorbește despre cel mai important tip de energie din viața oamenilor - despre energie termicăși despre nașterea ei la timp putere termică.
Câteva cuvinte pentru a înțelege locul inginerii termice ca ramură a științei obținerii, transferului și utilizării energiei termice. Ingineria termică modernă a apărut din termodinamica generală, care, la rândul ei, este una dintre ramurile fizicii. Termodinamica este literalmente „caldă” plus „putere”. Astfel, termodinamica este știința „schimbării temperaturii” unui sistem.
O influență externă asupra unui sistem, care își modifică energia internă, poate fi rezultatul schimbului de căldură. Energie termică, care este dobândit sau pierdut de sistem ca urmare a unei astfel de interacțiuni cu mediul, se numește cantitatea de căldurăși se măsoară în unități SI în Jouli.
Dacă nu sunteți inginer termic și nu vă ocupați zilnic de probleme de inginerie termică, atunci când le întâlniți, uneori fără experiență poate fi foarte dificil să le înțelegeți rapid. Fără experiență, este dificil să ne imaginăm dimensiunile valorilor cerute ale cantității de căldură și puterii termice. Câți Jouli de energie sunt necesari pentru a încălzi 1000 de metri cubi de aer de la o temperatură de la -37˚С la +18˚С?.. Ce putere a sursei de căldură este necesară pentru a face acest lucru în 1 oră?.. Acestea nu sunt cel mai mult întrebări dificile Astăzi, nu toți inginerii sunt capabili să răspundă „imediat”. Uneori, specialiștii își amintesc chiar și formulele, dar doar câțiva le pot aplica în practică!
După ce ați citit până la sfârșit acest articol, veți putea rezolva cu ușurință problemele reale industriale și de zi cu zi legate de încălzirea și răcirea diferitelor materiale. Înțelegerea esenței fizice a proceselor de transfer de căldură și cunoașterea formulelor de bază simple sunt principalele blocuri în baza cunoștințelor în ingineria termică!
Cantitatea de căldură în timpul diferitelor procese fizice.
Cele mai multe substanțe cunoscute pot fi în stare solidă, lichidă, gazoasă sau plasmă la diferite temperaturi și presiuni. Tranziţie de la o stare de agregare la alta apare la temperatura constanta(cu condiția ca presiunea și alți parametri să nu se modifice mediu) și este însoțită de absorbția sau eliberarea energiei termice. În ciuda faptului că 99% din materia din Univers se află în stare de plasmă, în acest articol nu vom lua în considerare această stare de agregare.
Luați în considerare graficul prezentat în figură. Ea arată dependența de temperatură a unei substanțe T asupra cantității de căldură Q, adus la un anumit sistem închis conţinând o anumită masă a unei anumite substanţe.
1. Un solid care are o temperatură T1, se încălzește la temperatură Tmelt, cheltuind pe acest proces o cantitate de căldură egală cu Î1 .
2. În continuare, începe procesul de topire, care are loc la o temperatură constantă Tpl(punct de topire). Pentru a topi întreaga masă a unui solid, este necesar să consumați energie termică în cantitate Q2 - Î1 .
3. Apoi, lichidul rezultat din topirea solidului este încălzit până la punctul de fierbere (formarea gazului) Tkp, cheltuielile pentru această cantitate de căldură egală Q3-Q2 .
4. Acum la un punct de fierbere constant Tkp lichidul fierbe și se evaporă transformându-se într-un gaz. Pentru a transforma întreaga masă de lichid în gaz, este necesar să consumați energie termică în cantitate Î4-Q3.
5. Pe ultima etapă gazul se încălzește în funcție de temperatură Tkp până la o anumită temperatură T2. În acest caz, cantitatea de căldură consumată va fi Î5-Î4. (Dacă încălzim gazul la temperatura de ionizare, gazul se va transforma în plasmă.)
Astfel, încălzirea originalului solid asupra temperaturii T1 până la temperatură T2 am cheltuit energie termică în cantitate Î5, transferând o substanță prin trei stări de agregare.
Mutarea înăuntru sens invers, vom elimina aceeași cantitate de căldură din substanță Î5, trecând prin etapele de condensare, cristalizare și răcire de la temperatură T2 până la temperatură T1. Bineînțeles că luăm în considerare sistem închis fără pierderi de energie către mediul extern.
Rețineți că o tranziție de la starea solidă la starea gazoasă este posibilă, ocolind faza lichidă. Acest proces se numește sublimare, iar procesul invers se numește desublimare.
Așadar, ne-am dat seama că procesele de tranziție între stările agregate ale materiei sunt caracterizate de consumul de energie la o temperatură constantă. La încălzirea unei substanțe care se află într-o stare de agregare neschimbată, temperatura crește și este, de asemenea, consumată. energie termică.
Principalele formule de transfer de căldură.
Formulele sunt foarte simple.
Cantitatea de căldură Qîn J se calculează folosind formulele:
1. Din partea consumului de căldură, adică din partea încărcăturii:
1.1. La încălzire (răcire):
Q = m * c *(T2 -T1)
m – masa substanței în kg
Cu - capacitatea termică specifică a unei substanțe în J/(kg*K)
1.2. La topire (congelare):
Q = m * λ
λ – caldura specifica de topire si cristalizare a unei substante in J/kg
1.3. În timpul fierberii, evaporare (condens):
Q = m * r
r – căldura specifică de formare a gazului și condensare a unei substanțe în J/kg
2. Din partea producției de căldură, adică din partea sursei:
2.1. Când arde combustibilul:
Q = m * q
q – căldura specifică de ardere a combustibilului în J/kg
2.2. La transformarea energiei electrice în energie termică (legea Joule-Lenz):
Q =t *I *U =t *R *I ^2=(t /R)*U^2
t – timp în s
eu – valoarea curentă efectivă în A
U – valoarea tensiunii efective în V
R – Rezistența de sarcină în ohmi
Concluzionăm că cantitatea de căldură este direct proporțională cu masa substanței în timpul tuturor transformărilor de fază și, în timpul încălzirii, în plus direct proporțională cu diferența de temperatură. Coeficienți de proporționalitate ( c , λ , r , q ) pentru fiecare substanță au semnificații proprii și sunt determinate experimental (preluate din cărți de referință).
Putere termică N în W este cantitatea de căldură transferată sistemului într-un anumit timp:
N=Q/t
Cu cât dorim să încălzim corpul mai repede la o anumită temperatură, cu atât ar trebui să fie mai mare puterea sursei de energie termică - totul este logic.
Calculul unei probleme aplicate în Excel.
În viață, este adesea necesar să se facă un calcul rapid de evaluare pentru a înțelege dacă are sens să continui să studiezi un subiect, să faci un proiect și calcule detaliate, precise și consumatoare de timp. După ce ați făcut un calcul în câteva minute chiar și cu o precizie de ±30%, puteți accepta importanta decizie de management, care va fi de 100 de ori mai ieftin și de 1000 de ori mai eficient și în cele din urmă de 100.000 de ori mai eficient decât efectuarea unui calcul precis într-o săptămână, sau chiar o lună, de către un grup de specialiști scumpi...
Condiții de problemă:
Aducem 3 tone de metal laminat dintr-un depozit stradal in sediul atelierului de pregatire metal laminat cu dimensiunile 24m x 15m x 7m. Există gheață cu o masă totală de 20 kg pe metalul laminat. Afară sunt -37˚С. Câtă căldură este necesară pentru a încălzi metalul la +18˚С; încălziți gheața, topiți-o și încălziți apa la +18˚С; încălziți întregul volum de aer din cameră, presupunând că încălzirea a fost complet oprită înainte? Ce putere ar trebui să aibă sistemul de încălzire dacă toate cele de mai sus trebuie finalizate în 1 oră? (Condiții foarte dure și aproape nerealiste - mai ales în ceea ce privește aerul!)
Vom efectua calculul în programMS Excel sau în programOOo Calc.
Verificați formatarea culorii celulelor și fonturilor pe pagina „”.
Date inițiale:
1. Scriem numele substanțelor:
la celula D3: Oţel
la celula E3: Gheaţă
la celula F3: Gheață/apă
la celula G3: Apă
la celula G3: Aer
2. Introducem numele proceselor:
la celulele D4, E4, G4, G4: căldură
la celula F4: topire
3. Capacitatea termică specifică a substanțelor cîn J/(kg*K) scriem pentru oțel, gheață, apă și respectiv aer
la celula D5: 460
la celula E5: 2110
la celula G5: 4190
la celula H5: 1005
4. Căldura specifică gheata de topire λ introduceți în J/kg
la celula F6: 330000
5. O mulțime de substanțe m Intram in kg respectiv pentru otel si gheata
la celula D7: 3000
la celula E7: 20
Deoarece masa nu se schimbă atunci când gheața se transformă în apă, atunci
în celulele F7 și G7: =E7 =20
Găsim masa aerului înmulțind volumul camerei cu greutatea specifică
în celula H7: =24*15*7*1,23 =3100
6. Timp de procesare t pe minut scriem o singură dată pentru oțel
la celula D8: 60
Valorile de timp pentru încălzirea gheții, topirea acesteia și încălzirea apei rezultate sunt calculate cu condiția ca toate aceste trei procese să fie finalizate în același timp ca cel alocat pentru încălzirea metalului. Citiți în consecință
în celula E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,7
în celula F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =41,0
în celula G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,4
Aerul ar trebui să se încălzească și în același timp alocat, citim
în celula H8: =D8 =60,0
7. Temperatura inițială a tuturor substanțelor T1 O punem la ˚C
la celula D9: -37
la celula E9: -37
la celula F9: 0
la celula G9: 0
la celula H9: -37
8. Temperatura finală a tuturor substanțelor T2 O punem la ˚C
la celula D10: 18
la celula E10: 0
la celula F10: 0
la celula G10: 18
la celula H10: 18
Cred că nu ar trebui să fie întrebări cu privire la clauzele 7 și 8.
Rezultatele calculului:
9. Cantitatea de căldură Qîn KJ, necesar pentru fiecare dintre procese, calculăm
pentru încălzirea oțelului în celula D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000 =75900
pentru încălzirea gheții în celula E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000 = 1561
pentru topirea gheții în celula F12: =F7*F6/1000 = 6600
pentru încălzirea apei în celula G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000 = 1508
pentru încălzirea aerului în celula H12: =H7*H5*(H10-H9)/1000 = 171330
Citim cantitatea totală de energie termică necesară pentru toate procesele
în celula îmbinată D13E13F13G13H13: =SUM(D12:H12) = 256900
În celulele D14, E14, F14, G14, H14 și celula combinată D15E15F15G15H15, cantitatea de căldură este dată într-o unitate de măsură arc - în Gcal (în gigacalorii).
10. Putere termică N se calculează în kW necesar pentru fiecare dintre procese
pentru încălzirea oțelului în celula D16: =D12/(D8*60) =21,083
pentru încălzirea gheții în celula E16: =E12/(E8*60) = 2,686
pentru topirea gheții în celula F16: =F12/(F8*60) = 2,686
pentru încălzirea apei în celula G16: =G12/(G8*60) = 2,686
pentru încălzirea aerului în celula H16: =H12/(H8*60) = 47,592
Puterea termică totală necesară pentru a finaliza toate procesele la timp t calculat
în celula îmbinată D17E17F17G17H17: =D13/(D8*60) = 71,361
În celulele D18, E18, F18, G18, H18 și celula combinată D19E19F19G19H19, puterea termică este dată într-o unitate de măsură arc - în Gcal/oră.
Acest lucru completează calculul în Excel.
Concluzii:
Vă rugăm să rețineți că încălzirea aerului necesită mai mult de două ori mai multă energie decât încălzirea aceleiași mase de oțel.
Încălzirea apei costă de două ori mai multă energie decât încălzirea gheții. Procesul de topire consumă de multe ori mai multă energie decât procesul de încălzire (la o mică diferență de temperatură).
Încălzirea apei necesită de zece ori mai multă energie termică decât încălzirea oțelului și de patru ori mai mult decât încălzirea aerului.
Pentru primind informații despre lansarea de noi articole iar pentru descărcarea fișierelor programului de lucru Vă rog să vă abonați la anunțuri în fereastra situată la sfârșitul articolului sau în fereastra din partea de sus a paginii.
După introducerea adresei dvs e-mailși făcând clic pe butonul „Primește anunțuri despre articole”. NU UITACONFIRMA ABONAMENT făcând clic pe link într-o scrisoare care vă va veni imediat la adresa de e-mail specificată (uneori în dosar « Spam » )!
Am amintit conceptele de „cantitate de căldură” și „putere termică”, am examinat formulele fundamentale ale transferului de căldură și am analizat un exemplu practic. Sper că limbajul meu a fost simplu, clar și interesant.
Astept intrebari si comentarii la articol!
Vă rog RESPECTAREA fișierul de descărcare a lucrării autorului DUPĂ ABONAREA pentru anunţuri de articole.
730. De ce se folosește apa pentru a răci unele mecanisme?
Apa are grozav capacitatea termică specifică, care promovează o bună îndepărtare a căldurii din mecanism.
731. În care caz este necesar să cheltuiți mai multă energie: să încălziți un litru de apă cu 1 °C sau să încălziți o sută de grame de apă cu 1 °C?
Pentru a încălzi un litru de apă, cu cât masa este mai mare, cu atât mai multă energie trebuie cheltuită.
732. S-au coborât în apă fierbinte cupronickel și furculițe de argint de masă egală. Vor primi aceeași cantitate de căldură din apă?
O furcă cu cupronicel va primi mai multă căldură, deoarece căldura specifică a cupronicelului este mai mare decât cea a argintului.
733. O bucată de plumb și o bucată de fontă de aceeași masă au fost lovite de trei ori cu un baros. Care piesa a devenit mai fierbinte?
Plumbul se va încălzi mai mult deoarece capacitatea sa specifică de căldură este mai mică decât fonta și este nevoie de mai puțină energie pentru a încălzi plumbul.
734. Un balon conține apă, celălalt conține kerosen de aceeași masă și temperatură. Un cub de fier la fel de încălzit a fost aruncat în fiecare balon. Ce se va încălzi la o temperatură mai mare - apă sau kerosen?
Kerosenul.
735. De ce sunt fluctuațiile de temperatură iarna și vara mai puțin accentuate în orașele de pe malul mării decât în orașele situate în interior?
Apa se încălzește și se răcește mai lent decât aerul. Iarna, se răcește și mută masele de aer cald pe uscat, făcând clima de pe coastă mai caldă.
736. Căldura specifică aluminiul este de 920 J/kg °C. Ce înseamnă acest lucru?
Aceasta înseamnă că pentru a încălzi 1 kg de aluminiu cu 1 °C este necesar să cheltuiți 920 J.
737. Barele de aluminiu și cupru de aceeași masă 1 kg se răcesc la 1 °C. Cât de mult se va schimba energia internă a fiecărui bloc? Pentru ce bară se va schimba mai mult și cu cât?
738. Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi un kilogram de țagle de fier cu 45 °C?
739. Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi 0,25 kg de apă de la 30 °C la 50 °C?
740. Cum se va schimba energia internă a doi litri de apă când sunt încălzite cu 5 °C?
741. Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi 5 g de apă de la 20 °C la 30 °C?
742. Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi o minge de aluminiu cu o greutate de 0,03 kg cu 72 °C?
743. Calculați cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 15 kg de cupru la 80 °C.
744. Calculați cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 5 kg de cupru de la 10 °C la 200 °C.
745. Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi 0,2 kg de apă de la 15 °C la 20 °C?
746. Apa care cântărește 0,3 kg s-a răcit cu 20 °C. Cât de mult a scăzut energia internă a apei?
747. Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi 0,4 kg de apă la o temperatură de 20 °C la o temperatură de 30 °C?
748. Ce cantitate de căldură se consumă pentru a încălzi 2,5 kg de apă cu 20 °C?
749. Ce cantitate de căldură a fost eliberată când 250 g de apă s-au răcit de la 90 °C la 40 °C?
750. Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi 0,015 litri de apă cu 1 °C?
751. Calculați cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un iaz cu un volum de 300 m3 cu 10 °C?
752. Ce cantitate de căldură trebuie adăugată la 1 kg de apă pentru a-i crește temperatura de la 30 °C la 40 °C?
753. Apa cu un volum de 10 litri s-a răcit de la o temperatură de 100 °C la o temperatură de 40 °C. Câtă căldură a fost eliberată în timpul asta?
754. Calculați cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 m3 de nisip cu 60 °C.
755. Volum aer 60 mc, capacitate termică specifică 1000 J/kg °C, densitate aer 1,29 kg/m3. Câtă căldură este necesară pentru a o ridica la 22°C?
756. Apa a fost încălzită la 10 °C, consumând 4,20 103 J de căldură. Determinați cantitatea de apă.
757. 20,95 kJ de căldură au fost transmise apei cu o greutate de 0,5 kg. Ce a devenit temperatura apei dacă temperatura inițială a apei a fost de 20 °C?
758. O tigaie de cupru cu o greutate de 2,5 kg se umple cu 8 kg de apă la 10 °C. Câtă căldură este necesară pentru a încălzi apa din tigaie până la fierbere?
759. Se toarnă un litru de apă la o temperatură de 15 °C într-un oală de cupru care cântărește 300 g Ce cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi apa din oală la 85 °C?
760. Se pune în apă o bucată de granit încălzit de 3 kg. Granitul transferă 12,6 kJ de căldură în apă, răcindu-se cu 10 °C. Care este capacitatea termică specifică a pietrei?
761. S-a adăugat apă fierbinte la 50 °C la 5 kg apă la 12 °C, obținându-se un amestec cu temperatura de 30 °C. Câtă apă ai adăugat?
762. S-a adăugat apă la 20 °C la 3 litri de apă la 60 °C, obținându-se apă la 40 °C. Câtă apă ai adăugat?
763. Care va fi temperatura amestecului dacă amesteci 600 g apă la 80 °C cu 200 g apă la 20 °C?
764. Un litru de apă la 90 °C a fost turnat în apă la 10 °C, iar temperatura apei a devenit 60 °C. Câtă apă rece era acolo?
765. Determinați câtă apă caldă încălzită la 60 °C trebuie turnată într-un vas dacă vasul conține deja 20 de litri de apă rece la o temperatură de 15 °C; temperatura amestecului trebuie să fie de 40 °C.
766. Determinați câtă căldură este necesară pentru a încălzi 425 g de apă cu 20 °C.
767. Câte grade se vor încălzi 5 kg de apă dacă apa primește 167,2 kJ?
768. Câtă căldură este necesară pentru a încălzi m grame de apă la temperatura t1 la temperatura t2?
769. 2 kg de apă se toarnă într-un calorimetru la o temperatură de 15 °C. La ce temperatură se va încălzi apa calorimetrului dacă se coboară în ea o greutate de alamă de 500 g încălzită la 100 °C? Capacitatea termică specifică a alamei este de 0,37 kJ/(kg °C).
770. Sunt bucăți de cupru, cositor și aluminiu de același volum. Care dintre aceste piese are cea mai mare și care are cea mai mică capacitate de căldură?
771. S-au turnat în calorimetru 450 g apă, a cărei temperatură era de 20 °C. Când 200 g de pilitură de fier încălzită la 100 °C au fost scufundate în această apă, temperatura apei a devenit 24 °C. Determinați capacitatea termică specifică a rumegușului.
772. Un calorimetru de cupru care cântărește 100 g conține 738 g de apă, a cărei temperatură este de 15 °C. 200 g de cupru au fost coborâte în acest calorimetru la o temperatură de 100 °C, după care temperatura calorimetrului a crescut la 17 °C. Care este capacitatea termică specifică a cuprului?
773. Se scoate din cuptor o bila de otel cu greutatea de 10 g si se pune in apa la temperatura de 10 °C. Temperatura apei a crescut la 25 °C. Care era temperatura bilei în cuptor dacă masa de apă era de 50 g? Capacitatea termică specifică a oțelului este de 0,5 kJ/(kg °C).
776. Apa cântărind 0,95 g la o temperatură de 80 °C a fost amestecată cu apă cu o greutate de 0,15 g la o temperatură de 15 °C. Determinați temperatura amestecului. 779. Un tăietor din oțel cu o greutate de 2 kg a fost încălzit la o temperatură de 800 °C și apoi coborât într-un vas care conținea 15 litri de apă la o temperatură de 10 °C. La ce temperatură se va încălzi apa din vas?
(Indicație: Pentru a rezolva această problemă, este necesar să se creeze o ecuație în care temperatura necunoscută a apei din vas după coborârea tăietorului este considerată necunoscută.)
780. Ce temperatură se va obține apa dacă amestecați 0,02 kg apă la 15 °C, 0,03 kg apă la 25 °C și 0,01 kg apă la 60 °C?
781. Pentru încălzirea unei clase bine ventilate, cantitatea de căldură necesară este de 4,19 MJ pe oră. Apa intră în caloriferele de încălzire la 80 °C și le lasă la 72 °C. Câtă apă ar trebui să fie furnizată caloriferelor la fiecare oră?
782. Plumbul cântărind 0,1 kg la o temperatură de 100 °C a fost scufundat într-un calorimetru de aluminiu cu o greutate de 0,04 kg care conținea 0,24 kg apă la o temperatură de 15 °C. După care temperatura din calorimetru a ajuns la 16 °C. Care este căldura specifică a plumbului?
(sau transfer de căldură).
Capacitatea termică specifică a unei substanțe.
Capacitate termica- aceasta este cantitatea de căldură absorbită de un corp atunci când este încălzit cu 1 grad.
Capacitatea termică a unui corp este indicată printr-o literă latină majusculă CU.
De ce depinde capacitatea termică a unui corp? În primul rând, din masa sa. Este clar că încălzirea, de exemplu, a 1 kilogram de apă va necesita mai multă căldură decât încălzirea a 200 de grame.
Dar tipul de substanță? Să facem un experiment. Să luăm două vase identice și, după ce am turnat apă cu o greutate de 400 g într-unul dintre ele și ulei vegetal cu o greutate de 400 g în celălalt, vom începe să le încălzim folosind arzătoare identice. Observând citirile termometrului, vom vedea că uleiul se încălzește rapid. Pentru a încălzi apa și uleiul la aceeași temperatură, apa trebuie încălzită mai mult timp. Dar cu cât încălzim mai mult apa, cu atât primește mai multă căldură de la arzător.
Astfel, încălzirea aceleiași mase de substanțe diferite la aceeași temperatură necesită cantități diferite de căldură. Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea unui corp și, prin urmare, capacitatea acestuia de căldură depind de tipul de substanță din care este compus corpul.
Deci, de exemplu, pentru a crește temperatura apei cu greutatea de 1 kg cu 1°C, este necesară o cantitate de căldură egală cu 4200 J și pentru a încălzi aceeași masă de ulei de floarea soarelui cu 1°C, o cantitate de căldură egală cu Este necesar 1700 J.
O mărime fizică care arată câtă căldură este necesară pentru a încălzi 1 kg dintr-o substanță cu 1 ºС se numește capacitatea termică specifică a acestei substante.
Fiecare substanță are propria sa capacitate termică specifică, care este notă cu litera latină c și măsurată în jouli pe kilogram grad (J/(kg °C)).
Capacitatea termică specifică a aceleiași substanțe în diferite stări de agregare(solid, lichid și gazos) este diferit. De exemplu, capacitatea termică specifică a apei este de 4200 J/(kg °C), iar capacitatea termică specifică a gheții este de 2100 J/(kg °C); aluminiul în stare solidă are o capacitate termică specifică de 920 J/(kg - °C), iar în stare lichidă - 1080 J/(kg - °C).
Rețineți că apa are o capacitate termică specifică foarte mare. Prin urmare, apa din mări și oceane, care se încălzește vara, absoarbe o cantitate mare de căldură din aer. Datorită acestui fapt, în acele locuri care sunt situate lângă corpuri mari de apă, vara nu este la fel de caldă ca în locurile departe de apă.
Calculul cantității de căldură necesară pentru încălzirea unui corp sau eliberată de acesta în timpul răcirii.
Din cele de mai sus reiese clar că cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp depinde de tipul de substanță din care constă corpul (adică, capacitatea de căldură specifică) și de masa corpului. De asemenea, este clar că cantitatea de căldură depinde de câte grade vom crește temperatura corpului.
Deci, pentru a determina cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp sau eliberată de acesta în timpul răcirii, trebuie să înmulțiți capacitatea termică specifică a corpului cu masa sa și cu diferența dintre temperaturile sale finale și inițiale:
Q = cm (t 2 - t 1 ) ,
Unde Q- cantitatea de caldura, c— capacitatea termică specifică, m- greutatea corporală, t 1 — temperatura inițială, t 2 — temperatura finală.
Când corpul se încălzește t 2 > t 1 şi prin urmare Q > 0 . Când corpul se răcește t 2i< t 1 şi prin urmare Q< 0 .
Dacă se cunoaşte capacitatea termică a întregului corp CU, Q determinat de formula:
Q = C (t 2 - t 1 ) .
Prin definiție, o calorie este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi unul centimetru cub apa cu 1 grad Celsius. O gigacalorie, folosită pentru a măsura energia termică în ingineria energiei termice și în utilități, este un miliard de calorii. Sunt 100 de centimetri într-un metru, prin urmare, într-un metru cub sunt 100 x 100 x 100 = 1000000 de centimetri. Astfel, pentru a încălzi un cub de apă prin
Va fi necesar 1 grad, un milion de calorii sau 0,001 Gcal.
În orașul meu, prețul încălzirii este de 1132,22 ruble/Gcal, iar prețul apei calde este de 71,65 ruble/cub.m., prețul apei reci este de 16,77 ruble/cub.m.
Câte Gcal sunt cheltuite pentru a încălzi 1 metru cub de apă?
Așa cred
s x 1132,22 = 71,65 - 16,77 și astfel rezolvați ecuațiile pentru a afla cu ce este egal s (Gcal), adică egal cu 0,0484711452 Gcal
Am îndoielile mele, cred că iau o decizie greșită
RĂSPUNS:
Nu găsesc erori în calculul tău.
Desigur, tarifele de mai sus nu ar trebui să includă costul apelor uzate (canal).
Un calcul aproximativ pentru orașul Izhevsk conform vechilor standarde arată astfel:
0,19 Gcal de persoană pe lună (această normă a fost acum desființată, dar nu există alta, este potrivită de exemplu) / 3,6 metri cubi. de persoană pe lună (rata consumului de apă caldă) = 0,05278 Gcal la 1 metru cub. (asta este nevoie de căldură pentru a încălzi 1 metru cub de apă rece la temperatura standard a apei calde, care, să vă reamintesc, este de 60 de grade C).
Pentru un calcul mai precis al cantității de energie termică pentru încălzirea apei prin metoda directă pe cantități fizice (și nu invers pe baza tarifelor aprobate pentru furnizarea apei calde), recomand să utilizați model pentru calculul tarifului pentru apa calda (REK UR). Formula de calcul, printre altele, folosește temperatura apei reci în perioadele de vară și iarnă (încălzire) și durata acestor perioade.
Etichete: gigacalorii, apa calda
- Plătim pentru servicii de apă caldă, temperatura este semnificativ mai mică decât standardul. Ce să fac?
- Durata perioadei de deconectare a ACM stabilită prin Reguli nu este ilegală - decizie a Curții Supreme a Federației Ruse (2017)
- Inițiativa de stabilire a unor tarife și metode mai corecte de contorizare a consumului de apă caldă
- Cu privire la procedura de recalculare a sumei plății pentru încălzire și apă caldă în timpul întreruperilor - clarificarea Rospotrebnadzor pentru SD
- Cu privire la contabilizarea lichidului de răcire într-un sistem închis de alimentare cu căldură - scrisoare din partea Ministerului Construcțiilor al Federației Ruse din 31 martie 2015 nr. 9116-OD/04
- UR - Cu privire la reducerea tarifelor pentru incalzire si furnizare apa calda - scrisoare de la Ministerul Energiei al UR din 17.08.2015 Nr. 11-10/5661
- Care este perioada standard pentru verificarea unui contor comun de încălzire și apă caldă a casei?
- Apă fierbinte murdară de la robinet. Unde sa contactezi?
- Se poate mari apometrul dintr-un apartament pe toata intrarea? Cum să plătesc? Citiri lunare - 42 de metri cubi
- Procedura de menținere a contabilității separate a costurilor în domeniul alimentării cu apă și canalizării - ordin al Ministerului Construcțiilor al Federației Ruse din 25 ianuarie 2014 nr. 22/pr
- plata apa si curentul intr-un apartament fara cazare
- calcul termic conform ODPU conform 1/12
- Furnizarea energiei electrice
- Plăți uriașe pentru o cameră de cămin (17,3 mp)
| Comentarii: (11) | |
| Sfat: Distribuiți linkul pe rețelele sociale dacă doriți să obțineți mai multe răspunsuri/comentarii! | |
„...- Câți papagali pot încăpea în tine, așa este înălțimea ta.
- Este foarte necesar! Nu voi înghiți atât de mulți papagali!...”
Din filmul „38 de papagali”
Conform regulilor internaționale ale SI (Sistemul Internațional de Unități), cantitatea de energie termică sau cantitatea de căldură se măsoară în Jouli [J] și există, de asemenea, mai multe unități kiloJoule [kJ] = 1000 J., MegaJoule [MJ] = 1.000.000 J, GigaJoule [ GJ] = 1.000.000.000 J. etc. Această unitate de măsură a energiei termice este principala unitate internaționalăşi este folosit cel mai adesea în calculele ştiinţifice şi ştiinţifico-tehnice.
Cu toate acestea, toți știm sau am auzit cel puțin o dată o altă unitate de măsură a cantității de căldură (sau pur și simplu căldură) este caloria, precum și kilocaloriile, Megacaloriile și Gigacaloriile, care este ceea ce prefixele kilo, Giga și Mega. adică, vezi exemplul cu Joules de mai sus. În țara noastră, din punct de vedere istoric, la calcularea tarifelor pentru încălzire, fie că este vorba de încălzire cu centrale electrice, pe gaz sau pe peleți, se obișnuiește să se ia în considerare costul exact a unei Gigacalorii de energie termică.
Deci, ce este Gigacalorie, kiloWatt, kiloWatt*oră sau kiloWatt/oră și Joule și cum sunt legate între ele?, veți afla în acest articol.
Deci, unitatea de bază a energiei termice este, așa cum am menționat deja, Joule. Dar înainte de a vorbi despre unități de măsură, este necesar, în principiu, să explicăm la nivel de zi cu zi ce este energia termică și cum și de ce să o măsurăm.
Cu toții știm din copilărie că pentru a ne încălzi (a primi energie termică) trebuie să dăm foc la ceva, așa că toți am ars focul, combustibilul tradițional pentru un foc este lemnele. Astfel, evident, la arderea combustibilului (orice: lemn, cărbune, peleți, gaz natural, motorină) se eliberează energie termică (căldură). Dar pentru a încălzi, de exemplu, diferite volume de apă necesită cantități diferite de lemn de foc (sau alt combustibil). Este clar că pentru a încălzi doi litri de apă sunt suficiente câteva focuri, iar pentru a pregăti o jumătate de găleată de supă pentru întreaga tabără, trebuie să vă aprovizionați cu mai multe mănunchiuri de lemne de foc. Pentru a nu măsura cantități tehnice atât de stricte precum cantitatea de căldură și căldura de ardere a combustibilului cu mănunchiuri de lemn de foc și găleți de supă, inginerii de încălzire au decis să aducă claritate și ordine și au fost de acord să inventeze o unitate pentru cantitatea de căldură. Pentru ca această unitate să fie la fel peste tot, a fost definită astfel: pentru a încălzi un kilogram de apă cu un grad în condiții normale (presiune atmosferică) este nevoie de 4.190 de calorii, sau 4,19 kilocalorii, prin urmare, pentru a încălzi un gram de apă o de mii de ori mai puțină căldură va fi suficientă – 4,19 calorii.
Caloriile sunt legate de unitatea internațională de energie termică, Joule, prin următoarea relație:
1 calorie = 4,19 Jouli.
Astfel, pentru a încălzi 1 gram de apă cu un grad, vor fi necesari 4,19 Jouli de energie termică, iar pentru a încălzi un kilogram de apă vor fi necesari 4.190 Jouli de căldură.
În tehnologie, alături de unitatea de măsură a energiei termice (și orice altă) există o unitate de putere și, în conformitate cu sistem international(SI) este Watt. Conceptul de putere se aplică și dispozitivelor de încălzire. Dacă un dispozitiv de încălzire este capabil să furnizeze 1 Joule de energie termică într-o secundă, atunci puterea sa este de 1 Watt. Puterea este capacitatea unui dispozitiv de a produce (a crea) o anumită cantitate de energie (în cazul nostru, energie termică) pe unitatea de timp. Să revenim la exemplul nostru cu apă, pentru a încălzi un kilogram (sau un litru, în cazul apei, un kilogram este egal cu un litru) de apă cu un grad Celsius (sau Kelvin, nu contează), avem nevoie de un putere de 1 kilocalorie sau 4.190 J de energie termică. Pentru a încălzi un kilogram de apă într-o secundă de timp cu 1 grad, avem nevoie de un dispozitiv cu următoarea putere:
4190 J./1 s. = 4.190 W. sau 4,19 kW.
Dacă vrem să ne încălzim kilogramul de apă cu 25 de grade în aceeași secundă, atunci vom avea nevoie de douăzeci și cinci de ori mai multă putere, adică.
4,19*25 =104,75 kW.
Astfel, putem concluziona că centrala pe peleți are o capacitate de 104,75 kW. încălzește 1 litru de apă la 25 de grade într-o secundă.
Din moment ce am ajuns la wați și kilowați, ar trebui să spunem un cuvânt despre ele. După cum sa menționat deja, watul este o unitate de putere, inclusiv puterea termică a cazanului, dar pe lângă cazanele pe peleți și cazanele pe gaz, omenirea este familiarizată și cu cazanele electrice, a căror putere se măsoară, desigur, în același kilowați și nu consumă nici peleți, nici gaz și energie electrică, a cărei cantitate se măsoară în kilowați oră. Scrierea corectă a unității de energie kilowatt*oră (și anume kilowatt înmulțit cu o oră, neîmpărțit), scrierea kW/oră este o eroare!
În cazanele electrice, energia electrică este transformată în energie termică (așa-numita căldură Joule), iar dacă centrala a consumat 1 kWh de energie electrică, atunci câtă căldură a produs? Pentru a răspunde la această întrebare simplă, trebuie să faceți un calcul simplu.
Să convertim kiloWați în kiloJouli/secunde (kiloJoule pe secundă) și ore în secunde: există 3.600 de secunde într-o oră, obținem:
1 kW*oră = [1 kJ/s]*3600 s.=1.000 J *3600 s = 3.600.000 Jouli sau 3,6 MJ.
Aşa,
1 kW*oră = 3,6 MJ.
La rândul său, 3,6 MJ/4,19 = 0,859 Mcal = 859 kcal = 859.000 cal. Energie (termică).
Acum să trecem la Gigacalorii, al căror preț este diverse tipuri Inginerilor de încălzire le place să numere combustibili.
1 Gcal = 1.000.000.000 cal.
1.000.000.000 de cal. = 4,19*1.000.000.000 = 4.190.000.000 J. = 4.190 MJ. = 4,19 GJ.
Sau, știind că 1 kW*oră = 3,6 MJ, să recalculăm 1 Gigacalorie pe kilowatt*oră:
1 Gcal = 4190 MJ/3,6 MJ = 1.163 kW*ore!
Dacă, după ce ați citit acest articol, vă decideți să vă consultați cu un specialist din cadrul companiei noastre cu privire la orice problemă legată de furnizarea căldurii, atunci Aici!
Sursa: teplo-en.ru