Питома теплота

Кожна речовина має своє унікальне питоме тепло. Як видно з цієї діаграми, вони сильно різняться. Речовини з низькою кількістю найбільш легко нагріваються. Тобто вони піднімають трохи тепла для підвищення температури. Наприклад, фунт ртуті 1 (рідкий метал) вимагає додавання лише 0.03 BTU до його підвищення температури на 1F. Зауважте, що алюміній, залізо, мідь і латунь мають низьке питоме тепло. Це означає, що вони легко передають тепло. Вартість та довговічність є розумними, завдяки чому вони підходять для матеріалів, таких як теплообмінники, водонагрівачі, котушки холодоагенту, печі, теплообмінники, труби котла.

Ці речовини з високою кількістю потребують більше тепла. Наприклад, вода повинна поглинати 1 повний BTU збільшення тепла 1 фунт FF XF, що приблизно в 1 в рази більше тепла, ніж потрібно для підвищення температури 33 фунту ртуті на стільки ж.

Дивлячись на цю концепцію дещо по-іншому, у правому стовпчику таблиці видно, на скільки зростала б температура фунта 1 для кожної речовини, якби до неї додали 1 BTU. Ця кількість не нагріває потужність. Показано, дайте практичне розуміння відмінностей між речовинами.

Теплоємність залежить не тільки від речовини, але і від одного стану речовини в іншому. Рідка вода (1.00), наприклад, питома теплота, вдвічі більше льоду (0.50), яка є твердою водою. Іншими словами, буде потрібно двічі тепла BTU, щоб підняти 1 фунт води з 50 51 F, оскільки це підніме фунт льоду 1 з 20 до 21 F.

Питоме тепло може бути обчислено; роблячи це, ми можемо передбачити кількість явного тепла, необхідного для підвищення або зниження температури речовини на певну кількість. Формула для обчислення кількості теплоти показана тут. Коли ми раніше обговорювали, нагріваючи 1 фунт води з 32to 212 FF, ми використовували цю формулу, не згадуючи її. У цьому випадку воно працює наступним чином:

Qs = Sp x W (AT) Q = 1.00 x 1.0 x (212F - 32F)

Тепло 180 BTU повинно передаватися воді для підвищення температури 32 до 212 FF. БТУ можна використовувати для вимірювання прихованого тепла, а також чутливого тепла. Якщо ми все ще зігріваємо фунт води 212F, вона починає кипіти. У міру закипання його стан змінюється при постійній температурі. Почалося приховане нагрівання, і БТУ додається, коли утворюється кожен бульбашковий пар (вода в газоподібному стані).

Якщо ми нагріваємо воду досить довго, рідина кипить повністю. Кількість тепла, необхідна для цієї мети, називається прихованим теплом випаровування. Для води це 970 BTU за фунт. Вода, здається, згасає, але насправді присутня в іншій формі (у вигляді газу) у повітрі. Тепло, що поглинається з пальника, знаходиться зараз у повітрі і залишатиметься там, поки його не видалить охолоджуючий пристрій.

Тепло, необхідне для зміни стану речовини з твердого на рідкий, називається прихованою теплотою плавлення. Оскільки кожна речовина має приховану теплоту випаровування, питому теплоту плавлення. Прихована теплота талої води 144 BTU / фунт. Латентне тепло для передачі будь-якого положення (BTU) можна обчислити, помноживши його приховану теплоту плавлення на вагу (у фунтах) речовин. Якщо речовина відбувається переходом від рідкої до твердої, з неї потрібно відводити тепло. Якщо вона змінюється від твердої до рідкої, до неї потрібно додавати тепло.

Як чутлива теплота, кількість тепла, необхідного для перетворення води на пари, змінюється в кількості, пропорційній кількості кілограмів води. Якщо він прийме 970 BTU змінити фунт води 1 на пару, це знадобиться 1940 BTU (2 фунт (2 x 970). Ви можете бачити, що кількість рідини чинить великий вплив на кількість тепла, необхідного для повного кип'ятіння води. Іншими словами, об'єм води має великий вплив на те, скільки тепла, вода може поглинати, стає газом.

Цей принцип справедливий, коли рідкий холодоагент всередині котушки охолодження труби. Чим більше кілограмів холодоагенту циркулює, тим більша ємність котушок повинна поглинати тепло з повітря. Більше енергії досягається, забезпечуючи великі котушки і перекачуючи більше холодоагенту через них і більше повітря над ними.