Дулааны багтаамж гэдэг нь халаах явцад тодорхой хэмжээний дулааныг шингээх эсвэл хөргөх үед ялгарах чадварыг хэлнэ. Биеийн дулааны багтаамж гэдэг нь биеийн хүлээн авсан дулааны хязгааргүй бага хэмжээг түүний температурын үзүүлэлтүүдийн харгалзах өсөлттэй харьцуулсан харьцаа юм. Утгыг J/K-ээр хэмждэг. Практикт арай өөр утгыг ашигладаг - тодорхой дулаан.
Тодорхойлолт
Хувийн дулаан гэж юу гэсэн үг вэ? Энэ нь нэг хэмжээний бодистой холбоотой хэмжигдэхүүн юм. Үүний дагуу бодисын хэмжээг куб метр, килограмм, тэр ч байтугай мольоор хэмжиж болно. Энэ нь юунаас хамаардаг вэ? Физикийн хувьд дулааны багтаамж нь аль тоон нэгжид хамаарахаас шууд хамаардаг бөгөөд энэ нь тэд моляр, масс, эзэлхүүний дулааны багтаамжийг ялгадаг гэсэн үг юм. Барилгын салбарт та молийн хэмжилтийг харахгүй, харин бусдыг байнга харах болно.
Хувийн дулаан багтаамжид юу нөлөөлдөг вэ?
Дулааны багтаамж гэж юу вэ, гэхдээ энэ үзүүлэлтэд ямар үнэ цэнэ нөлөөлөх нь тодорхойгүй байна. Тодорхой дулааны багтаамжийн утгад хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсэг шууд нөлөөлдөг.бодисын температур, даралт болон бусад термодинамик үзүүлэлтүүд.
Бүтээгдэхүүний температур нэмэгдэхийн хэрээр түүний хувийн дулаан багтаамж нэмэгдэх боловч зарим бодисууд энэ хамааралд бүрэн шугаман бус муруйг харуулдаг. Жишээлбэл, температурын үзүүлэлтүүд тэгээс гучин долоон градус хүртэл өсөхөд усны хувийн дулааны багтаамж буурч эхэлдэг бөгөөд хэрэв хязгаар нь гучин долоогоос зуун градусын хооронд байвал индикатор нь эсрэгээрээ болно. нэмэгдүүлэх.
Үзүүлэлт нь бүтээгдэхүүний термодинамик шинж чанар (даралт, эзэлхүүн гэх мэт) хэрхэн өөрчлөгдөхөөс хамаарна гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Жишээлбэл, тогтвортой даралт ба эзлэхүүн дэх хувийн дулаан өөр байх болно.
Парметрийг хэрхэн тооцоолох вэ?
Дулааны багтаамж ямар байдгийг сонирхож байна уу? Тооцооллын томъёо нь дараах байдалтай байна: C \u003d Q / (m ΔT). Эдгээр үнэт зүйлс юу вэ? Q нь бүтээгдэхүүнийг халаах үед хүлээн авах дулааны хэмжээ (эсвэл хөргөх үед бүтээгдэхүүнээс ялгардаг). m нь бүтээгдэхүүний масс, ΔT нь бүтээгдэхүүний эцсийн ба анхны температурын зөрүү юм. Зарим материалын дулаан багтаамжийн хүснэгтийг доор харуулав.
Дулааны багтаамжийн тооцоог яах вэ?
Дулааны багтаамжийг тооцоолох нь тийм ч амар ажил биш, ялангуяа зөвхөн термодинамик аргыг ашигладаг бол илүү нарийвчлалтай хийх боломжгүй юм. Тиймээс физикчид статистик физикийн аргууд эсвэл бүтээгдэхүүний бичил бүтцийн талаархи мэдлэгийг ашигладаг. Хийн түлшийг хэрхэн тооцоолох вэ? Хийн дулааны багтаамжбодис дахь бие даасан молекулуудын дулааны хөдөлгөөний дундаж энергийн тооцоогоор тооцоолно. Молекулуудын хөдөлгөөн нь орчуулгын болон эргэлтийн хэлбэртэй байж болох ба молекулын дотор бүхэл атом эсвэл атомын чичиргээ байж болно. Сонгодог статистикт эргэлтийн болон хөрвүүлэх хөдөлгөөний эрх чөлөөний зэрэг тус бүрийн хувьд хийн молийн дулаан багтаамжийн утга нь R / 2-тэй тэнцүү байдаг ба чичиргээний зэрэглэл бүрийн хувьд R-тэй тэнцүү байдаг. Энэ дүрмийг мөн адил хуваалтын хууль гэж нэрлэдэг.
Үүний зэрэгцээ нэг атомын хийн бөөмс нь зөвхөн гурван хөрвүүлэх эрх чөлөөний зэрэгтэй байдаг тул түүний дулааны багтаамж нь 3R/2-тэй тэнцүү байх ёстой бөгөөд энэ нь туршилттай маш сайн тохирч байна. Хоёр атомт хийн молекул бүр гурван орчуулгын, хоёр эргэлтийн, нэг чичиргээний чөлөөт зэрэгтэй бөгөөд энэ нь тэгшитгэлийн хууль нь 7R/2 байх ба энгийн температурт хоёр атомт хийн мольийн дулаан багтаамж 5R/ байдгийг туршлага харуулж байна. 2. Яагаад онолын хувьд ийм зөрүүтэй байсан бэ? Бүх зүйл нь дулааны багтаамжийг тогтоохдоо янз бүрийн квант нөлөөллийг харгалзан үзэх, өөрөөр хэлбэл квант статистикийг ашиглах шаардлагатай болдогтой холбоотой юм. Таны харж байгаагаар дулааны багтаамж нь нэлээд төвөгтэй ойлголт юм.
Хийн молекулыг оролцуулаад хэлбэлздэг буюу эргэдэг бөөмсийн аливаа систем нь тодорхой энергийн утгыг агуулж чадна гэж квант механик хэлдэг. Хэрэв суурилуулсан систем дэх дулааны хөдөлгөөний энерги нь шаардлагатай давтамжийн хэлбэлзлийг өдөөхөд хангалтгүй бол эдгээр хэлбэлзэл нь өдөөхөд хувь нэмэр оруулахгүй.системийн дулаан багтаамж.
Хатуу биетэд атомуудын дулааны хөдөлгөөн нь тодорхой тэнцвэрийн байрлалын ойролцоо сул хэлбэлзэл бөгөөд энэ нь болор торны зангилаанд хамаарна. Атом нь гурван чичиргээний чөлөөт зэрэгтэй бөгөөд хуулийн дагуу хатуу биетийн молийн дулаан багтаамж нь 3nR, -тэй тэнцүү бөгөөд энд n нь молекул дахь атомын тоо юм. Практикт энэ утга нь өндөр температурт биеийн дулааны хүчин чадалд хүрэх хязгаар юм. Энэ утгыг олон элементийн температурын хэвийн өөрчлөлтөөр олж авдаг бөгөөд энэ нь метал, түүнчлэн энгийн нэгдлүүдэд хамаарна. Хар тугалга болон бусад бодисын дулаан багтаамжийг мөн тодорхойлно.
Бага температурыг яах вэ?
Дулааны багтаамж гэж юу байдгийг бид аль хэдийн мэдсэн ч бага температурын тухай яривал утгыг яаж тооцох вэ? Хэрэв бид бага температурын үзүүлэлтүүдийн тухай ярьж байгаа бол хатуу биетийн дулаан багтаамж нь T 3 эсвэл Дебайгийн дулаан багтаамжийн хууль гэж нэрлэгддэг пропорциональ болж хувирна. Өндөр температурыг бага температураас ялгах гол шалгуур бол тэдгээрийг тухайн бодисын шинж чанарын үзүүлэлттэй ердийн харьцуулах явдал юм - энэ нь шинж чанар эсвэл Дебай температур qD байж болно. Үзүүлсэн утгыг бүтээгдэхүүний атомын чичиргээний спектрээр тогтоосон бөгөөд болор бүтцээс ихээхэн хамаардаг.
Металлын хувьд дамжуулах электронууд нь дулааны багтаамжид тодорхой хувь нэмэр оруулдаг. Дулааны багтаамжийн энэ хэсгийг ашиглан тооцоолноФерми-Дирак статистик, электронуудыг харгалзан үздэг. Ердийн дулаан багтаамжтай пропорциональ металлын электрон дулааны багтаамж нь харьцангуй бага утгатай бөгөөд энэ нь зөвхөн үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт металын дулааны багтаамжид хувь нэмэр оруулдаг. Дараа нь торны дулаан багтаамж маш бага болж, үл тоомсорлож болно.
Масын дулаан багтаамж
Массын хувийн дулаан гэдэг нь тухайн бодисыг нэгж температурт халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Энэ утгыг C үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд энэ нь жоульд хэмжигдэх бөгөөд нэг келвин килограммаар хуваагдана - J / (кг К). Энэ нь массын дулааны багтаамжтай холбоотой.
Эзэлхүүний дулаан багтаамж гэж юу вэ?
Эзэлхүүний дулаан багтаамж гэдэг нь бүтээгдэхүүнийг нэгж температурт халаахын тулд нэгж эзэлхүүн дээр нэмэх шаардлагатай тодорхой хэмжээний дулаан юм. Энэ үзүүлэлтийг келвин тутамд куб метрээр хуваасан жоуль буюу J / (m³ K) хэмжинэ. Барилгын олон лавлах номонд энэ нь ажлын массын хувийн дулаан багтаамжийг авч үздэг.
Барилгын салбарт дулааны хүчин чадлын практик хэрэглээ
Халуунд тэсвэртэй хана барихад халуунд их зарцуулдаг олон материалыг идэвхтэй ашигладаг. Энэ нь үе үе халаалтаар тодорхойлогддог байшинд маш чухал юм. Жишээлбэл, зуух. Дулаан их шаарддаг бүтээгдэхүүн, тэдгээрээс барьсан хана нь дулааныг төгс хуримтлуулж, халаалтын хугацаанд хадгалж, унтраасны дараа дулааныг аажмаар ялгаруулдаг.систем, ингэснээр өдрийн турш зөвшөөрөгдөх температурыг хадгалах боломжийг олгоно.
Тиймээс бүтцэд илүү их дулаан хуримтлагдах тусам өрөөнүүдийн температур илүү тав тухтай, тогтвортой байх болно.
Орон сууцны барилгад ашигладаг энгийн тоосго, бетон нь хөөсөн полистиролоос хамаагүй бага дулаан багтаамжтай байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хэрэв бид ecowool-ийг авбал энэ нь бетоноос гурав дахин их дулаан зарцуулдаг. Дулааны багтаамжийг тооцоолох томъёонд масс байгаа нь дэмий хоосон биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Бетон эсвэл тоосго нь асар том масстай тул ecowool-тэй харьцуулахад барилгын чулуун хананд асар их хэмжээний дулааныг хуримтлуулж, өдөр тутмын бүх температурын хэлбэлзлийг жигд болгодог. Дулааны багтаамж сайтай хэдий ч бүх хүрээний байшинд дулаалгын багахан масс нь бүх хүрээний технологийн хувьд хамгийн сул тал юм. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бүх байшинд гайхалтай дулааны аккумлятор суурилуулсан. Энэ юу вэ? Эдгээр нь нэлээд сайн дулаан багтаамжийн индекс бүхий том массаар тодорхойлогддог бүтцийн хэсгүүд юм.
Амьдрал дахь дулааны аккумляторуудын жишээ
Энэ юу байж болох вэ? Жишээлбэл, дотоод тоосгон хана, том зуух эсвэл задгай зуух, бетонон хавтан.
Ямар ч байшин, орон сууцны тавилга нь маш сайн дулаан хуримтлуулагч юм, учир нь фанер, чип хавтан, мод нь цуутай тоосгоноос 3 дахин илүү жингийн нэг кг дулааныг хадгалах чадвартай.
Дулааны аккумляторт сул тал бий юу? Мэдээжийн хэрэг, энэ аргын гол сул тал болдулааны аккумляторыг хүрээний байшингийн зохион байгуулалтыг бий болгох үе шатанд төлөвлөх шаардлагатай байгаа нь. Энэ нь маш хүнд жинтэй тул суурийг бий болгохдоо үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй бөгөөд дараа нь энэ объектыг дотоод засалд хэрхэн нэгтгэхийг төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь зөвхөн массыг харгалзан үзэх шаардлагатай гэдгийг хэлэх нь зүйтэй бөгөөд ажлын явцад жин ба дулааны хүчин чадлыг хоёуланг нь үнэлэх шаардлагатай болно. Жишээлбэл, хэрэв та нэг шоо метр тутамд хорин тонн жинтэй гайхалтай жинтэй алтыг дулааны хуримтлал болгон ашиглавал бүтээгдэхүүн нь хоёр хагас тонн жинтэй бетонон шоо дөрвөлжин метрээс ердөө хорин гуравхан хувиар илүү сайн ажиллах болно.
Дулаан хадгалахад ямар бодис хамгийн тохиромжтой вэ?
Дулаан аккумляторын хамгийн сайн бүтээгдэхүүн бол бетон болон тоосго огтхон ч биш! Зэс, хүрэл, төмөр нь үүнийг сайн гүйцэтгэдэг боловч маш хүнд байдаг. Хачирхалтай нь, гэхдээ хамгийн сайн дулааны хуримтлуулагч бол ус юм! Шингэн нь гайхалтай дулаан багтаамжтай бөгөөд бидэнд байгаа бодисуудаас хамгийн том нь юм. Зөвхөн гелийн хий (5190 Ж / (кг К) ба устөрөгч (14300 Ж / (кг К)) нь илүү дулаан багтаамжтай боловч тэдгээрийг практикт хэрэглэхэд бэрхшээлтэй байдаг. Хэрэв хүсвэл, шаардлагатай бол таны бодисын дулааны багтаамжийн хүснэгтийг харна уу. хэрэгтэй.
