Файл: Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 145
Скачиваний: 4
144 |
Теплота |
газ при 0°С. Давление газа р, при температуре (г выра зится формулой:
(13)
где ро — давление данной массы газа при 0°С.
22. Абсолютная температура
Если температура газа будет понижаться, то давление газа будет делаться меньше. Если бы газ был охлажден до — 273°С, то по формуле (13) давление газа равнялось бы нулю. Такая температура носит название абсолютного
нуля, абсолютный нуль лежит |
на 273° (точнее, на 273° 16') |
||||||||||
ниже условного |
нуля — точки |
таяния |
льда |
(0°С). |
|||||||
Температура Т, отсчитанная не от точки |
таяния льда, |
||||||||||
а от абсолютного нуляравна: |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Т = |
273 + |
t |
|
|
(14) |
|||
(где t — в градусах |
С) |
и |
носит |
название |
абсолютной |
||||||
температуры тела. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
23. |
Закон |
Бойля — Мариотта — Гей-Люссака |
|||||||||
Если газ, занимавший при 0° объем и0 под |
давлением |
||||||||||
Ро, будет |
нагрет |
до |
/tcC |
|
и |
будет |
занимать |
некоторый |
|||
объем с»! |
под давлением |
pt, |
то |
имеет место следующий |
|||||||
закон Бойля — Мариотта — Гей-Люссака: |
|
|
|||||||||
|
|
J |
_|_ p/j |
|
“ |
ЩРо — const, |
|
(15) |
|||
Теплота |
145’ |
т. е. «для данной массы газа произведение его объема на давление, деленное на соответствующее выражение 1 + (бином расширения), есть величина постоянная».
24. Уравнение Клапейрона
Если температуру t по шкале Цельсия в формуле (15} заменить температурой Т по абсолютной шкале, то фор мула (15) примет вид:
ЩР1 |
"оРо |
= const. |
(16) |
Ti |
То |
|
|
это— уравнение Клапейрона: «для данной массы газа произведение его объема на давление, деленное на абсо лютную температуру газа, есть величина постоянная».
25. Единицы теплоты
Количество теплоты измеряется в больших калориях,
или килокалориях (ккал) и в малых калориях, или просто-
калориях (кал). Килокалория — количество теплоты, не обходимое для нагревания одного килограмма воды на 1°С (от 14,5°С до 15,5°С); калория — количество теплоты, необходимое для нагревания одного грамма воды на ГС:
1- ккал = 1000 кал.
26 Теплоемкость
Теплоемкостью данного тела называется количество
. теплоты, необходимое для нагревания этого тела на ГС.
146 |
Теплота |
Удельной теплоемкостью вещества называется коли чество теплоты в ккал, необходимое для нагревания одного кг вещества на 1°С (или — количество теплоты в кал, необходимое для нагревания 1 г' вещества на 1°С).
27. Таблица теплоемкостей употребительных веществ
Из определения килокалории и калории следует, что удельная теплоемкость воды равна 1 кал/г-град. Удельные теплоемкости наиболее употребительных твердых и жидких веществ указаны в таблице 1):
Вещество |
Удельная |
теплоемкость |
|
|
(О |
Алюминий . . |
0,21 |
Графит . . . . |
0.2 |
Железо . . . . |
О.П |
Золото . . . . |
0,031 |
Керосин . . . |
0,51 |
Кирпич |
|
(между 0° н |
0,19—0,24 |
100°) . . . . |
|
Латунь . . . . |
0,093 |
Лед . (от—‘10° |
0,43 |
до 0°) . . . |
|
М ед ь ............... |
0,091 |
Олово . . . . |
0,052 |
Парафин . . . |
0,77 |
Вещество |
Удельная |
|
теплоемкость |
||
|
|
(с) |
Платима . . . |
0,032 |
|
Пробка . . . . |
0,49 |
|
Ртуть |
............... |
0,033 |
Свинец, . . . . |
0,031 |
|
Серебро . . . |
0,055 |
|
Спирт . . . . |
0,58 . |
|
Сталь |
............... |
0,11 |
Стекло . . . . |
0,20 |
|
Цемент |
0,19 |
|
(около 35°). |
||
Ц и н к |
...............(от 0J |
0,092 |
Чугун |
0,13 |
|
до |
100°) . . |
|
') Удельные теплоемкости немного изменяются (незначительно) при изменении температуры тела. В таблице, кроме случаев, где температура указана в скобках, удельная теплоемкость везде дается при 18°С-
Теплота |
147 |
28. Формула теплоты, необходимой для нагревания тела
Количество теплоты q, необходимое для нагревания массы т вещества с удельной теплоемкостью с от ty° до /2°С, выражается формулой:
для воды |
|
q = m c { t 2— У; |
|
|
|
(17) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
(17а) |
||
|
|
|
q= ^m (t2 — tj). |
|
|
|
|||
|
29. |
Связь между |
теплотой |
и работой |
|
||||
Затрачивая |
теплоту, мы |
получаем |
работу |
(например,, |
|||||
в двигателях) |
и, обратно, затрачивая |
работу (например, |
|||||||
при трении двух поверхностей |
одна |
о другую), мы полу |
|||||||
чаем теплоту; Между теплотой и |
работой |
существует |
|||||||
вполне |
определенное |
соотношение: |
затрачивая |
427 кГм |
|||||
работы, мы вместо этого можем |
получить 1 килокалорию |
||||||||
тепла; |
1 килокалория |
равноценна (эквивалентна) |
427 кГм |
||||||
работы. Эта величина работы носит название механическо го эквивалента тепла и обозначается буквой /. Обратная
величина ^ 7 ккал — 1 кГм называется термическим эк
вивалентом работы. Таким образом, соотношение |
между |
теплотой и работой выразится формулой: |
|
А = / • Q, |
(18) |
где А — работа, Q — количество тепла в ккал.
Если работа выражается в джоулях, а теплота в кало риях, то
/ = 4,2 дж/кал и А = 0,24 кал/дж. |
(18а) |
148 |
Теплота |
|
|
|
30. |
Температура плавления |
и отвердевания |
||
Для |
кристаллических |
веществ |
(к ним |
относятся |
« металлы) температура |
плавления (точка |
плавления) |
||
и температура отвердевания (точка отвердевания) совпа дают; для некристаллических веществ, например смолы, стекла и т. п., постоянной точки плавления нет. В сле дующей таблице указаны температуры плавления (и отвер
девания) наиболее |
употребительных |
кристаллических |
|||
веществ: |
|
|
|
|
|
Вещество |
Температура |
Вещество |
Температура |
||
плавления |
плавления |
||||
|
<°С) |
|
|
<°С) |
|
Алюминий . . |
|
G58 |
Раствор |
пова |
|
Железо . . . . |
|
1520 |
ренной |
соли |
- 1 8 |
Золото . . . . |
|
1064 |
(насыщенный) |
||
Иридий . . . . |
около |
2350 |
Ртуть ............... |
—38.9 |
|
Латунь . . . . |
1000 |
Свинец . . . . |
327 |
||
М е д ь ............... |
|
1083 |
Серебро . . . |
960 |
|
Олово . . . . |
около |
232 |
Спирт . . . . |
—114 |
|
Парафин . . . |
54 |
Сталь ............... |
1300—1400 |
||
Платина . . . |
|
1764 |
Ц и н к ............... |
419 |
|
Припой |
135—200 |
Чугун . . . . |
1100—1200 |
||
мягкий . . . |
Э ф и р ............... |
—123 |
|||
|
31. |
Теплота |
плавления |
|
|
Количество тепла |
в ккал, |
необходимое для того, чтобы |
|||
1 кг какого-нибудь твердого вещества, нагретого до температуры его плавления, превратить в жидкое состо яние при той же температуре, называется теплотой плав ления этого вещества. Эта теплота не' повышает темпера
Теплота |
149 |
туры вещества, а тратится на то, чтобы превратить его из твердого состояния в жидкое.
32. Таблица теплоты плавления
Теплота плавления для наиболее употребительных веществ дана в следующей таблице:
Вещество |
Теплота |
плавления |
|
Алюминий . . |
около 80—00 |
Железо . . . . |
49 |
Золото . . . . |
16 |
Л с д ................... |
80 |
Медь |
42 |
Олово . . * . |
14 |
Парафин . . . |
35 |
Платина . . . |
27 |
Вещество |
Теплота |
|
плавления |
||
Ртуть ............... |
|
2,8 |
Свинец |
. .. .. . . |
5 |
. Серебро |
24 |
|
Цинк . |
бе. .- . . |
28 |
Чугун |
33 |
|
лш й............... |
се- |
|
Чугун |
23 |
|
рый............... |
|
|
33. Формула теплоты, необходимой для плавления тела
Количество тепла Q, необходимое для того, чтобы расплавить массу вещества т с удельной теплоемкостью с, начальной температурой 1, и температурой плавления <а, выражается формулой:
Q = тс ((2— ii) + hn. |
(19) |
