Тепло - це прояв енергії, спричиненої молекулярним рухом. У міру нагрівання тіла кінетична енергія молекул збільшується, виробляючи більш-менш сильні поштовхи, залежно від кількості теплоти, що подається.

теплоємність

Тепло здатне вимірюватися; що робиться з урахуванням двох основних величин: інтенсивності тепла та кількості тепла .

1- Інтенсивність нагрівання пов’язана зі швидкістю молекулярного руху, встановивши практику вимірювання, яка дає уявлення про ступінь або рівень тепла, який має дане тіло. Порівняльні параметри довільно встановлюються для визначення рівня тепла, який називається температурою. Кажуть, що тіло з високою молекулярною швидкістю має вищу температуру або вищий рівень тепла, ніж інше.

2- Кількість тепла в тілі являє собою суму теплових енергій усіх молекул, що його складають. Іншими словами, хоча інтенсивність тепла або температури вказує на ступінь молекулярного руху або рівень тепла тіла, ця величина вказує на його загальний вміст тепла. .

Показано, що кількість тепла в тілі є функцією маси тіла та його температури, або того самого, кількості молекул, що його складають, і рівня теплової інтенсивності або молекулярної швидкості.

Для визначення кількості теплоти встановлено характерне значення, яке залежить від особливостей кожного тіла, яке називається питомою теплоємністю. Питома теплоємність визначається як кількість теплоти, необхідна для підвищення температури одиниці маси речовини на 1 ° С .

Питома теплоємність, хоча і незначно залежить від температури, можна вважати постійною для кожної конкретної речовини для практичного застосування. Вода при нормальному атмосферному тиску використовується як одиниця, враховуючи нормальну температуру 15 ° C, яка знаходиться в середовищі практичного застосування.

Таким чином, питома теплоємність, що дорівнює 1, була б кількістю тепла, необхідного для підвищення температури 1 кг води на 1 ° C (14,5-15,5) при нормальному атмосферному тиску. Ця кількість тепла називається (ккал) кілокалорією, і тоді вона буде одиницею кількості тепла.

Для цього одиниця питомої теплової енергії буде коштувати:

SIMELA або аргентинська правова метрична система встановили джоуль як теплову одиницю. Еквівалентність така:

1 ккал = 4185,5 джоуля

Значне тепло і приховане тепло

Коли ми визначили одиницю тепла, ми згадали, що додавання згаданої енергії спричинило підвищення температури до того калорійного стану, коливання рівня якого можна визначити за допомогою чутливого до нього термометра, це називається чутливим теплом .

Він представлений формулою:

Q - кількість теплоти, доставленої або отриманої тілом (ккал)

m - маса тіла (кг)

Ce - питома теплоємність речовини (ккал/кг ° С)

Ti - початкова температура тіла (° С)

Tf - кінцева температура тіла (° C)

Поширення тепла

Кожне тіло з певною кількістю тепла має властивість передавати його іншому тілу, якщо воно перебуває при більш низькій температурі.

Тобто існує тепловий потік, який складається з передачі тепла з точок більш високої температури. Таким чином, таким чином теплова енергія передається від найвищого теплового рівня або температури до найнижчого, до досягнення станом рівноваги або рівної температури.

У передачі тепла є три явища:

Водіння

Передача тепла провідністю характерна для твердих речовин. Це викликано молекулярним збудженням, спричиненим прогресивною передачею тепла, не змінюючи відносної відстані молекул.

Швидкість, з якою матеріал пропускає тепло через провідність, залежить від його провідності, що є властивістю кожного матеріалу.

Є матеріали, які проводять більше за інших. Метали набагато провідніше тепла, ніж, наприклад, облицювальні матеріали будівлі.

Теплопровідність встановлюється коефіцієнтом λ теплопровідності, що є величиною, визначеною для кожного конкретного елемента.

Інтенсивність теплового потоку

Φ = ΔQ/ΔA · ΔT (Дж/м² · с) = (Вт/м²; кал/см² · год)

A: секція провідності (м²; см²).

Тепловий потік

H = ΔQ/Δt (Дж/с; ват; кал/год)

Лінійний тепловий потік

H = λ · A · ΔT/L (Дж/с; ват; кал/год)

λ: теплопровідність матеріалу (Дж/с м ° С).

A: секція провідності (м²; см²).

L: довжина від найгарячішої точки до найменшої гарячої точки (м).

Радіальний тепловий потік

λ: теплопровідність матеріалу (Дж/с м ° С).

L: довжина від найгарячішої точки до найменшої гарячої точки (м).

Сферичний тепловий потік

λ: теплопровідність матеріалу (Дж/с м ° С).

Енергетичні одиниціБлоки живлення
1 кгм = 9,8 Дж
1 кал = 4,18 Дж
1 ккал = 427 кгм		1 CV = 735 Вт
1 кгм/с = 9,8 Вт
-

Конвекція

Форма теплопередачі за допомогою конвекції характерна для рідин, наприклад, у нашому випадку повітря або води. Внаслідок зміни їх ваги внаслідок підвищення або зниження температури в них встановлюється постійна і безперервна циркуляція. Потім цей рух рідини виробляє передачу тепла конвекцією, яка орієнтована від гарячих до холодних точок.


Схема конвекції

Для його визначення використовується коефіцієнт Hc, який враховує конвекцію та певне випромінювання, і називається коефіцієнтом пропускання .

H: тепловий потік (Дж/с; ват; кал/год)

Hc: коефіцієнт конвекції (кал/с · см² · ° C)

A: контактна поверхня (м²; см²).

Випромінювання

Форма передачі тепла випромінюванням відбувається у вакуумі так само, як випромінювання світла у вигляді електромагнітних хвиль. Таким чином, процес передачі тепла випромінюванням не пов'язаний з будь-якою матеріальною опорою або носієм, і не може бути пояснений, як у попередніх випадках, з точки зору молекул, які стикаються або рухаються.

Тоді теплове випромінювання визначається як передача тепла від одного тіла до іншого без прямого контакту у вигляді променистої енергії .

Тоді гаряче тіло перетворює частину свого вмісту тепла в променисту енергію на своїй поверхні, яка випромінюється у вигляді хвиль, яка, поглинаючись іншим тілом, проявляється у вигляді тепла. З цього випливає, що для перетворення променистої енергії в теплоту вона повинна поглинатися речовиною.

Всі тіла поглинають, а також випромінюють променисту енергію, залежно від температури, при якій вони перебувають, та їх фізичних характеристик.

Чорне тіло - ідеальне тіло, яке випромінює і поглинає максимум радіаційного тепла. З цієї причини, коли тіло складається з темних поверхонь, воно випромінює та поглинає тепло випромінюванням у великій пропорції, що відбувається навпаки, коли йдеться про тіла з білими або блискучими поверхнями.

Гарячі тіла випромінюють більше тепла, ніж холодні, при безперервному обміні променевою енергією між речовинами, що перебувають при різних температурах.

Формула його розрахунку:

R: тепловий потік (Дж/с; ват; кал/год)

A: поверхня, яка випромінює або приймає (м²; см²).

σ: константа випромінювання (σ = 5,6699 · 10 -8 · Вт/м² · K 4).

T: температура в градусах Кельвіна


Схема випромінювання

Наступний приклад вказує на три форми передачі тепла. Припустимо, що ємність знаходиться в приміщенні, де є гаряча вода. Через різницю температур відбувається перенесення тепла від гарячої води до повітря приміщення.

Якщо процес теплопередачі аналізується через стінку контейнера, спостерігається, що на першому етапі тепло надходить від гарячої води до внутрішньої стіни стіни за допомогою конвекції, що спричиняє його рух через те, що що при охолодженні збільшується його щільність і спадає. Потім тепло передається за допомогою провідності через стіну, і, нарешті, воно доставляється до приміщень за допомогою конвекції до повітря, виробляючи його циркуляцію завдяки тому, що при нагріванні воно зменшує свою щільність і піднімається, а випромінювання - до різних елементів оточення контейнера. Повітря практично діатермічно, тобто воно безпосередньо не поглинає тепло випромінюванням.


Схема проведення, конвекції та випромінювання

Загальний коефіцієнт пропускання K


Схема загального теплообміну

Для розрахунків тепловіддачі стіни або будівельного елемента використовується загальний коефіцієнт тепловіддачі, який враховує зазначені вище явища та дозволяє спростити ці розрахунки.

Загальний коефіцієнт пропускання K визначається як кількість тепла в ккал, яке повністю передається за одну годину через м2 поверхні, з різницею температур 1 ° C між внутрішнім і зовнішнім середовищем.

Q: Кількість переданого тепла (ккал/год)

K: Коефіцієнт теплопропускання (ккал/год · м² · ° C). За таблицями.

T1: Температура повітря на найгарячішій стороні (° C)

T2: Температура повітря з найхолоднішої сторони (° C)

Коефіцієнти K для нормальних конструкцій вказані в Таблиці стандарту IRAM 11.601, але для спеціальних стін або з особливими характеристиками вони повинні.

Визначення загального коефіцієнта пропускання K

Для розрахунку загальної прохідності K використовується наступна формула:

Це називається повним опором Rt, оберненим до K, тобто:


Схема загальної термостійкості

У свою чергу, обернені значення α називаються поверхневими опорами.

λ: коефіцієнт теплопровідності (ккал/м год ° С)

αi: коефіцієнт внутрішньої поверхні (ккал/год · м² · ° C)

αe: коефіцієнт зовнішньої поверхні (ккал/год · м² · ° C)

K: загальний коефіцієнт теплопропускання (ккал/год · м² · ° C)

Rt: опір загальній теплопроникності (м³ · год · ° C/ккал).

Rsi: опір внутрішньої поверхні (м3 · год · ° C/ккал).

Rse: зовнішній поверхневий опір (м³ · год · ° C/ккал).

e: товщина матеріалів (м).

Таким чином, рівняння буде таким:

Де Rc - опір, якому він протистоїть проходженню тепла у випадку повітряних камер.