Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Печь, с большой теплоёмкостью, как способ обогрева дома

Печь, с большой теплоёмкостью, как способ обогрева дома

Одним из идеальных устройств для организации отопления жилища твердым топливом, таким как: дрова и уголь, будет являться печь с большой теплоемкостью.

Дровяная печь, как правило имеет мощность – от десяти до тридцати кВт/ч. Современные виды печей достигают коэффициента полезного действия в девяносто процентов. Во время горения топлива печью накапливается жар, а когда горение прекращается печь равномерно передает тепло помещению. Подкладывание дров в теплогенератор. Даже в самые сильные морозы придется не более двух раз в сутки.

Наружная поверхность современных печей с большой теплоемкостью разогревается только до температуры в семьдесят градусов Цельсия, однако внутри температура может достигать значений более семисот градусов Цельсия. Поэтому влажность воздуха в отапливаемом такой печью помещении будет находиться на комфортном уровне – от тридцати до шестидесяти процентов, даже в зимний период.

При необходимости, печь с большой теплоемкостью может выполнять функции не только отопительные, но и варочные. В такие модели обычно встраивается духовка, в которой можно выпекать хлеб, пироги и готовить другие блюда. Приготовленные таким способом блюда ароматны и вкусны, как будто приготовлены на деревенской кухне.

Устанавливается такая печь в загородном коттедже, поблизости от входа, дабы не переносить топливо через все помещение жилища.

Внутренняя капитальная стена через которую пролегают дымовые каналы, должна прилегать к такой печи. В небольшом одноэтажном коттедже, в котором две или три смежные комнаты, печь устанавливается во внутреннюю перегородку. Если комнат в доме несколько, но все они имеют общий коридор, то и печь рекомендуется устанавливать в этом же коридоре.

Теплоаккумулирующая печь с большой теплоемкостью возведенная из талькомагнезита имеет коэффициент полезного действия в девяносто процентов.

Материал, из которого возведены такие печи, имеет высокую теплоемкость, которая почти в три раза превышает теплоемкость стандартного печного кирпича. Топливом для таких печей может быть бурый уголь, торфобрикеты или дрова. Талькомагнезит является материалом, который очень устойчив под воздействием высоких температур и вполне может выдержать нагрев до одной тысячи шестисот градусов Цельсия, при этом не получив никаких повреждений, например трещин. Большинство видов таких печей оборудуются каминными дверцами, из термоустойчивого кварцевого стекла. Отделка печей из талькомагнезита возможна любыми современными материалами, с учетом пожеланий заказчика.

В отличие от разных моделей каминов, имеющих, как правило, декоративную роль, печи под своим основным предназначением подразумевают – обогрев жилища.

Печи выполненные из талькомагнезита – материала, который имеет возраст происхождения более двух миллиардов лет, имеют высокую теплоемкость. Такие виды печей рекомендованы для отопления помещений площадью до ста пятидесяти квадратных метров, при этом они могут держать тепло до тридцати шести часов.

Большинство моделей таких печей выполняются не только с функциями отопления, но и с функциями для готовки пищи. Это повышает их функционал и прибавляет популярности. При выборе будущего местонахождения такой печи в жилище необходимо учитывать техническую составляющую этого вопроса — дымоход должен быть вертикальным и не иметь наклонов, изгибов и горизонтальных проходов. Таким образом на пути дымохода не должна, например, находится несущая конструкция дома, а на втором этаже дымоход не должен перекрывать двери и окна.

Высота дымохода на крышей дома, также определяется специальными правилами – чем дальше расположен дымоход от конька дома, тем он должен быть выше, это необходимо для нормальной тяги в печи. Поэтому оптимальным местом для такой печи в доме будет являться его середина, что ближе к коньку. При этом будет достигнут оптимальный коэффициент отопления большей площади дома.

И когда люди задумываются о полноценном и стабильном отоплении своих дачных домов, чаще всего, приходят к решению о строительстве дровяных печей.

Такими печи могут быть металлические печи малой теплоёмкости, кирпичные печи большой теплоёмкости или средней теплоёмкости. Не большие размеры дачных домов, режим их эксплуатации (временное или периодическое проживание) предъявляют к печам следующие требования: они должны занимать как можно меньше места в помещении, быстро нагреваться, накапливать тепло, быть многофункциональными, простыми в эксплуатации и обслуживании.

Таким требованиям не отвечают ни металлические печи, они быстро остывают и не держат тепло, ни кирпичные печи большой теплоёмкости, они занимают много места и долго нагреваются.

Наиболее отвечающая таким требованиям печь, которая относится к печам средней теплоёмкости и получившая широкое распространение – это кирпичная кухонная плита с отопительным щитком ( о других печах вы можете прочитать на страницах нашего сайта: кирпичная печь, отопительная печь, отопительно-варочная печь, проекты печей).

Читайте так же:
Что за слово камни кирпичи

Кухонная плита с тепловым щитком проста по конструкции, имеет два режима – «летний ход» и режим «отопление», быстро протапливает помещение, накапливает и удерживает тепло, служит для приготовления пищи в широком диапазоне использования, удобна в эксплуатации и обслуживании. На кухонной плите можно варить, жарить, тушить, разогревать пищу, греть воду, в духовке можно выпекать хлебо-булочные изделия, готовить пищу в горшках по типу русской печи, сушить овощи и фрукты, травы.

Тепловой щиток, при правильном его устройстве очень эффективен для обогрева. Прогревается он равномерно со всех сторон, а наиболее горячая поверхность находится у пола, что даёт хорошее распространение тепла в помещении.
Наличие двух режимов, один из которых «летний ход», позволяет быстро прогреть трубу для создания тяги и быстрой растопки, а в тёплое время отключить тепловой щит и пользоваться только варочной плитой.

Существуют различные варианты отделки такой печи: просто «в кирпиче», побелка по кирпичу с различной колеровкой и росписью, штукатурка с побелкой, отделка кафельной плиткой или плиткой «под изразцы», или комбинация из вышеперечисленных видов отделки.

Используя различные конструкции кухонных плит и тепловых щитков, можно решить вопрос полноценного отопления любого небольшого дачного дома.
Такие печи, «в кирпиче», относятся к малобюджетным печам, а кладка их выполняется за 7-12 дней.

Таблица удельной теплоемкости строительных материалов

Создание оптимального микроклимата и расход тепловой энергии на отопление частного дома в холодное время года во многом зависит от теплоизоляционных свойств строительных материалов, из которых возведена данная постройка. Одной из таких характеристик является теплоемкость. Это значение необходимо учитывать при выборе стройматериалов для конструирования частного дома. Поэтому далее будет рассмотрена теплоемкость некоторых строительных материалов.

Видео по теме «Задание №1 § 8. Удельная теплоемкость — Физика 8 класс (Перышкин)»

Свойства и классификация строительных материалов.

Определение и формула теплоемкости

Каждое вещество в той или иной степени способно поглощать, запасать и удерживать тепловую энергию. Для описания этого процесса введено понятие теплоемкости, которая является свойством материала поглощать тепловую энергию при нагревании окружающего воздуха.

Чтобы нагреть какой-либо материал массой m от температуры tнач до температуры tкон, нужно будет потратить определенное количество тепловой энергии Q, которое будет пропорциональным массе и разнице температур Т (tкон-tнач). Поэтому формула теплоемкости будет выглядеть следующим образом: Q = c*m* Т, где с — коэффициент теплоемкости (удельное значение). Его можно рассчитать по формуле: с = Q/(m* Т) (ккал/(кг* °C)).

Условно приняв, что масса вещества равна 1 кг, а Т = 1°C, можно получить, что с = Q (ккал). Это означает, что удельная теплоемкость равна количеству тепловой энергии, которая расходуется на нагревание материала массой 1 кг на 1°C.

Видео по теме «Строительство из SIP- панелей»

Использование теплоемкости на практике

Таблица теплоемкости строительных материалов.

Строительные материалы с высокой теплоемкостью используют для возведения теплоустойчивых конструкций. Это очень важно для частных домов, в которых люди проживают постоянно. Дело в том, что такие конструкции позволяют запасать (аккумулировать) тепло, благодаря чему в доме поддерживается комфортная температура достаточно долгое время. Сначала отопительный прибор нагревает воздух и стены, после чего уже сами стены прогревают воздух. Это позволяет сэкономить денежные средства на отоплении и сделать проживание более уютным. Для дома, в котором люди проживают периодически (например, по выходным), большая теплоемкость стройматериала будет иметь обратный эффект: такое здание будет достаточно сложно быстро натопить.

Значения теплоемкости строительных материалов приведены в СНиП II-3-79. Ниже приведена таблица основных строительных материалов и значения их удельной теплоемкости.

МатериалПлотность, кг/м 3Удельная теплоемкость, кДж/(кг*°C)
Пенополистирол401,34
Минвата1250,84
Газо- и пенобетон6500,84
Гипсовые листы8000,84
Дерево5002,3
Клееная фанера6002,3
Керамический кирпич16000,88
Бетон23000,84
Железобетон25000,84
Кирпичная кладка18000,88

Кирпич обладает высокой теплоемкостью, поэтому идеально подходит для строительства домов и возведенияия печей.

Говоря о теплоемкости, следует отметить, что отопительные печи рекомендуется строить из кирпича, так как значение его теплоемкости достаточно высоко. Это позволяет использовать печь как своеобразный аккумулятор тепла. Теплоаккумуляторы в отопительных системах (особенно в системах водяного отопления) с каждым годом применяются все чаще. Такие устройства удобны тем, что их достаточно 1 раз хорошо нагреть интенсивной топкой твердотопливного котла, после чего они будут обогревать ваш дом на протяжении целого дня и даже больше. Это позволит существенно сэкономить ваш бюджет.

Читайте так же:
Вес 1 кирпича облегченного

Теплоемкость строительных материалов

Какими же должны быть стены частного дома, чтобы соответствовать строительным нормам? Ответ на этот вопрос имеет несколько нюансов. Чтобы с ними разобраться, будет приведен пример теплоемкости 2-х наиболее популярных строительных материалов: бетона и дерева. Теплоемкость бетона имеет значение 0,84 кДж/(кг*°C), а дерева — 2,3 кДж/(кг*°C).

На первый взгляд можно решить, что дерево — более теплоемкий материал, нежели бетон. Это действительно так, ведь древесина содержит практически в 3 раза больше тепловой энергии, нежели бетон. Для нагрева 1 кг дерева нужно потратить 2,3 кДж тепловой энергии, но при остывании оно также отдаст в пространство 2,3 кДж. При этом 1 кг бетонной конструкции способен аккумулировать и, соответственно, отдать только 0,84 кДж.

Но не стоит спешить с выводами. Например, нужно узнать, какую теплоемкость будет иметь 1 м 2 бетонной и деревянной стены толщиной 30 см. Для этого сначала нужно посчитать вес таких конструкций. 1 м 2 данной бетонной стены будет весить: 2300 кг/м 3 *0,3 м 3 = 690 кг. 1 м 2 деревянной стены будет весить: 500 кг/м 3 *0,3 м 3 = 150 кг.

Таблица сравнения теплопроводности бревна с кирпичной кладкой.

Видео по теме «7.110 ТЕПЛОЕМКОСТЬ УТЕПЛИТЕЛЯ — ЧТО ЭТО? ч9»

Далее нужно посчитать, какое количество тепловой энергии будет содержаться в этих стенах при температуре 22°C. Для этого нужно теплоемкость умножить на температуру и вес материала:

  • для бетонной стены: 0,84*690*22 = 12751 кДж;
  • для деревянной конструкции: 2,3*150*22 = 7590 кДж.

Из полученного результата можно сделать вывод, что 1 м 3 древесины будет практически в 2 раза меньше аккумулировать тепло, чем бетон. Промежуточным материалом по теплоемкости между бетоном и деревом является кирпичная кладка, в единице объема которой при тех же условиях будет содержаться 9199 кДж тепловой энергии. При этом газобетон, как строительный материал, будет содержать только 3326 кДж, что будет значительно меньше дерева. Однако на практике толщина деревянной конструкции может быть 15-20 см, когда газобетон можно уложить в несколько рядов, значительно увеличивая удельную теплоемкость стены.

Использование различных материалов в строительстве

Дерево

Для комфортного проживания в доме очень важно, чтобы материал обладал высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью.

Видео по теме «Коэффициент теплопроводности»

В этом отношении древесина является оптимальным вариантом для домов не только постоянного, но и временного проживания. Деревянное здание, не отапливаемое длительное время, будет хорошо воспринимать изменение температуры воздуха. Поэтому обогрев такого здания будет происходить быстро и качественно.

Видео по теме «С1 — Расчёт теплопроводности в твёрдых телах»

В основном в строительстве используют хвойные породы: сосну, ель, кедр, пихту. По соотношению цены и качества наилучшим вариантом является сосна. Что бы вы ни выбрали для конструирования деревянного дома, нужно учитывать следующее правило: чем толще будут стены, тем лучше. Однако здесь также нужно учитывать ваши финансовые возможности, так как с увеличением толщины бруса значительно возрастет его стоимость.

Кирпич

Данный стройматериал всегда был символом стабильности и прочности. Кирпич имеет хорошую прочность и сопротивляемость негативным воздействиям внешней среды. Однако если принимать в расчет тот факт, что кирпичные стены в основном конструируются толщиной 51 и 64 см, то для создания хорошей теплоизоляции их дополнительно нужно покрывать слоем теплоизоляционного материала. Кирпичные дома отлично подходят для постоянного проживания. Нагревшись, такие конструкции способны долгое время отдавать в пространство накопившееся в них тепло.

Выбирая материал для строительства дома, следует учитывать не только его теплопроводность и теплоемкость, но и то, как часто в таком доме будут проживать люди. Правильный выбор позволит поддерживать уют и комфорт в вашем доме на протяжении всего года.

Удельная теплоемкость цемента: теплопроводность песка и глины

Песок считается самым распространенным материалом, который используется во всех сферах жизнедеятельности человека особенно в строительстве. Вряд ли найдется современное здание, где бы ни применялся песок, как составляющий материал. Его используют для бетонной смеси или обычного раствора для кладки кирпичной стены. О теплоемкости песка пойдет речь в статье.

Достоинства

Песок обладает рядом достоинств, благодаря которым здание эксплуатируется долгие годы. К основным можно отнести:

  • сейсмоустойчивость;
  • хорошо переносит резкие перепады температур, от сильных морозов до жаркого климата;
  • низкое сжатие материала, помогает размещать на нем тяжелое основание, а заодно дополнительно амортизировать всю постройку. Это особо актуально в районах с частыми землетрясениями;
  • водопроницаемость, которая позволяет проводить очистку многих жидкостей;
  • широкий спектр применения в других областях.
Читайте так же:
Огнеупорный кирпич для дорожек

Не зря песок гост 8736 используют при установке фильтров. Если песок достаточно слежался, то вода не будет проходить сквозь него на большую глубину.

Но прежде чем начинать работать с песком, стоит ознакомиться и с другими его свойствами, например с коэффициентом фильтрации, уплотнения, насыпной плотностью, удельным весом и теплоемкостью песка.

Этот важный критерий необходим при проектировании будущего строения. Есть множество факторов, которые влияют на теплоемкость.

Стоит сразу подчеркнуть, что теплоемкость и теплопроводность два разных качества, имеющие разные обозначения и цифровые выражения. Ниже вы сможете самостоятельно ознакомиться с таблицей, где приведены параметры этих обоих коэффициентов для песка.

Свойства

Областей применения песка много и любое строительство обязательно использует песок для составляющих частей постройки:

  • изготовление фундаментной основы здания;

  • бетонные перекрытия, плиты или колонны и т.д;

  • применяют при изготовлении фильтров, например под бетонную конструкцию;
  • даже для изготовления стекла.

Разновидностей песка тоже много, а следовательно различны и свойства каждого.

Химический состав позволяет применять любой из видов в определенных работах, чтобы добиться лучшего результата и повысить некоторые эксплуатационные характеристики готового здания.

Есть пески, которые образуются:

  • природным способом;

  • при искусственной обработке.

Они различаются составом, размером и даже обработкой. В природе песок получается благодаря естественному разрушению более крупных пород минералов на мелкие песчинки. Но на это уходит много времени.

Ускорить процесс можно благодаря современным методам добычи.

Берутся крупные кристаллы или минералы и под механическим воздействием расщепляются на более мелкие практически одинаковые песчинки.

После в песок в различных пропорциях добавляются и другие составляющие, придающие дополнительные свойства готовому песочному материалу.

Вот основные виды песков, которые применяются в строительстве.

Речной – без примесей и глины

Речной песок имеет природно-естественное происхождение. Его чаще всего применяет в строительстве. Также важным свойством считается его состав, в котором нет посторонних примесей, вроде глины или органических материалов.

Обычно имеет серый или желтоватый оттенок. Речной песок считается наиболее чистым в отличие от карьерного песка. Его добывают из русел рек, но требуются серьезные затраты и техническое обеспечение. Отсюда и высокая стоимость материала.

Карьерный

Карьерный песок отличается в первую очередь составом, потому что содержит ряд ненужных примесей, типа глины, органики, пыль, кварцевые кристаллы и требует дополнительной очистки от них.

Если применять неочищенный карьерный песок, то готовая конструкция может серьезно пострадать, так как примеси содержащиеся в составе песка, могут дать серьезные негативные последствия.

Песчинки в карьерном песке значительно меньше и стоимость этого вида ниже, чем речного.

Искусственный

Песок, имеющий искусственное происхождение.

Название говорит за себя его не существует в природе. Он производится из дробления различных минералов:

  • шлак;

  • гранит;

  • мрамор;

  • известняк.

Этот тяжелый песок применяют лишь для отделки стен постройки или стяжки пола, или в декоративных растворах.

Кварцевый

Кварцевый песок редко используется в строительных работах и является искусственно созданным материалом. Главный его плюс в полном отсутствии посторонних примесей, ведь он производится путем измельчения кристаллов белого кварца.

Особо эффективно применять этот вид песка в создании фильтров потому, что его главным свойством является высокая грязеемкость.

Одним из важных свойств песка, который обязательно учитывается еще в процессе проектирования застройки, является теплоемкость.

Что собой представляет теплоемкость – общая и удельная

Понятие теплоемкости – это способность любого материала нагреваться. И хотя в обычной жизни мы мало придаем значение подобным свойствам предметов, при строительстве данный коэффициент общей теплоемкости обязательно учитывается, это в первую очередь касается выбранных материалов. Особенно при планировании теплоизоляции.

Способность проводить тепло и сохранять на длительное время – это важный фактор и обязателен при учете, если планируется постройка жилого дома. Есть разница между общей и удельной теплоемкостью песка. Также отличными считаются понятия:

  • способность воспринимать, удержать и накопить энергию тепла;
  • изначальная физическая характеристика теплоемкости минерала, входящего в состав песка.

Бетон является самой распространенной смесью, которая используется строителями, при ее изготовлении следует правильно рассчитать пропорции цемента и песка. Тут узнаете о расходе цемента на 1 куб бетона.

Самым распространенным и популярным отделочным материалом в строительстве по праву является штукатурка Ротбанд. Здесь все его необходимые технические характеристики.

Ремонт кухни требует определенных материальных затрат и подходить к нему необходимо с большой ответственностью. Перейдя по ссылке ознакомитесь со стеновыми панелями из пластика.

Читайте так же:
Анкер расстояние от края кирпич

Итоговый параметр учитывает теплофизические характеристики песчаного материала, и привязывается к конкретному количеству песка.

Поэтому, когда в процессе строительства меняется количество песочного материала в растворе, срезу же меняется и коэффициент теплоемкости. Так что для удобства расчетов существует обозначение – удельная теплоемкость песка.

При этом из расчетов практически исключается объем материала, а точнее используется лишь минимальное его значение, 1 кг мытой песчаной смеси.

Для удобства определения теплоемкости материала, в данном случае песка, используются готовые таблицы, в которых приведены расчеты. Их и применяют строители для проведения вычислений.

Теплопроводность также является важным значением, учитываемым при планировании теплоизоляционных работ. Подбор правильного материала очень важен, от него зависит, какое количество тепловой энергии вам придется затрачивать на обогрев готового помещения.

Главная проблема, это низкая теплоемкость песочного материала и готовое помещение, особенно если это жилой дом, требует дополнительной теплоизоляции. Теплопроводность зависит от плотности самого материала. Еще одним важным моментом является влажность песка.

Как указано в таблице ниже, при ее повышении увеличивается и теплопроводность песочного материала.

Таблица – выражение основных параметров теплопроводности песка

Данная таблица поможет как начинающим строителям, так и тем, кто не новичок в этом деле, быстро и точно рассчитать необходимое количество песочного материала для будущей застройки.

Если используется строительный вид песка стандартного ГОСТ образца, то при массе 1600 кгм3 теплопроводность будет составлять 0,35 Вт м*град., а теплоемкость 840 Джкг*град.

Если используется влажный речной песок, то параметры будут такие: масса от 1900 кгм3 имеет теплопроводность 0,814 Вт м*град, а теплоемкость 2090 Джкг*град.

Все эти данные взяты из различных пособий о физических величинах и теплотехнических таблиц, где приведены многие показатели именно для строительных материалов. Так что полезным будет иметь такую книжечку у себя.

Какой песок лучше всего использовать для изготовления бетона?

Повсеместное использование песка в строительных работах позволяет расширить круг применения. Он является универсальным средством для приготовления различного вида раствора:

  • для бетонных смесей;
  • на стяжку полов;
  • декоративную штукатурку стен;
  • укладку стен блоками или кирпичом;
  • заливку несущих пли;
  • изготовление монолита.

Перечислять можно еще, главное понять суть. Но при возведении различного рода конструкций используется песок с различным составом и свойствами.

Уникальное свойство, перехода из рыхлого состояния в плотное. Позволяет использовать этот материал для защитной и естественной амортизации основы строения.

Если выделять производственную составляющую бетона, то здесь строительные организации да и частные строители отдают предпочтение именно речному песку. Его свойства позволяют начать использование без дополнительных манипуляций вроде промывки, как например карьерного.

Самым чистым среди добываемых песков является тот, который добывается со дна действующих рек. Он проходит дополнительный промывочную обработку и может сразу же использоваться по назначению. Однородная масса и отсутствие лишних примесей делают этот вид песка самым востребованным, несмотря на стоимость.

Бетон – особенный материал и требует точного расчета пропорций составляющих, а его качество зависит от наличия глинистых пород в песке. Ведь свойства глины в обволакивании песчинок добытого материала, что напрямую воздействует на качественное сцепление песка с другими составляющими бетонной смеси, в числе которых цемент.

По характеристикам песок еще делится на классы:

  • первый класс;
  • второй класс;
  • специальные пески.

Каждая из перечисленных групп используется для применения бетонных изделий, но только для узкого круга. Так, например, первый класс используется для отливки бетона, чьими основными характеристиками является:

  • качество;
  • высокая сопротивляемость к внешним воздействиям;
  • резкие перепады температуры, в числе которых морозостойкость.

Пески, относящиеся ко второму классу, применяются лишь для изготовления материалов, не требующих повышенной влагостойкости, например для плитки или облицовочных конструкций.

Специальные песчаные смеси необходимы при возведении бетонных или железобетонных конструкций. Подобные смеси позволяют усилить ряд показателей на сжатие и устойчивость к перепадам атмосферных сред.

Более подробно о свойствах и применении песка смотрите на видео:

Заключение

Песок – это уникальный природный материал, который помогает решать многие строительные вопросы. Свойства данного материала позволяют использовать его при возведении сложнейших конструкций.

А благодаря низкой теплоемкости этот материал идеально подходит для возведения помещений, где требуется поддерживать низкие температуры без резких перепадов.

Испокон веков песок использовался человеком, и считался самым надежным строительным материалом, который создала природа. Многообразие видов и сфер применения, помогает заранее продумать, какими свойствами будет обладать построенное здание.

Читайте так же:
Чем выложить возле кирпичом

Удельная теплоемкость вещества

О чем эта статья:

Нагревание и охлаждение

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

  • Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Виды теплопередачи

  • Теплопередача — это физический процесс передачи тепловой энергии от более нагретого тела к менее нагретому.

Здесь все совсем несложно, их всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Удельная теплоемкость вещества

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Удельная теплоемкость вещества

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector