Issiqlik tushunchasi atrofimizdagi jismoniy dunyoni tushunishda asosiy rol o'ynaydi. Ushbu darsda biz issiqlik nima ekanligini, uning o'lchovi va materiyaga ta'sirini o'rganamiz. Issiqlik miqdorini uning ta'rifi, o'lchov birliklari, o'ziga xos issiqlik sig'imi va issiqlik uzatishni hisoblashda qo'llanilishi kontekstida tushunish mumkin.
Issiqlik har xil haroratli tizimlar yoki ob'ektlar o'rtasida uzatiladigan energiya shaklidir. Bu energiya almashinuvi issiqlik muvozanatiga erishilgunga qadar issiqroq ob'ektdan sovuqroq ob'ektga sodir bo'ladi. Issiqlik almashinuvi uchta usulda sodir bo'lishi mumkin: o'tkazuvchanlik, konveksiya va radiatsiya.
Xalqaro birliklar tizimida (SI) issiqlik birligi joul (J) dir. Tarixiy jihatdan issiqlik kaloriyalarda (kal) o'lchangan, bu erda 1 kaloriya atmosfera bosimida 1 gramm suv haroratini 1 ° C ga oshirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori sifatida aniqlanadi. Joul va kaloriyalar o'rtasidagi bog'liqlik quyidagicha ifodalanadi: \( 1\, \textrm{kal} = 4.184\, \textrm{J} \) Britaniya tizimidagi issiqlik energiyasining yana bir umumiy birligi Britaniya issiqlik birligi (BTU), 1 BTU 1 funt suv haroratini 1 ° F ga oshirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori.
Maxsus issiqlik sig'imi ( \(c\) ) - moddaning 1 kilogramm haroratini 1 Kelvin (K) yoki 1 ° S ga o'zgartirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini belgilaydigan moddaning xususiyati. U kilogramm Kelvin uchun joul bilan ifodalanadi ( \(J/(kg\cdot K)\) ). Maxsus issiqlik sig'imi yordamida issiqlik miqdorini ( \(Q\) ) hisoblash formulasi: \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) bu erda: - \(Q\) - issiqlik miqdori. joul, - \(m\) - kilogrammdagi moddaning massasi, - \(c\) - moddaning solishtirma issiqlik sig'imi va - \(\Delta T\) Kelvin yoki °C dagi harorat o'zgarishi. .
Issiqlik uzatishni hisoblash turli fan va muhandislik sohalarida, jumladan, ob-havo sharoitlarini tushunish, isitish va sovutish tizimlarini loyihalash va moddalarning fizik o'zgarishlarini tushuntirishda juda muhimdir. Issiqlik miqdorini qanday hisoblashni ko'rsatish uchun misolni ko'rib chiqaylik:
Misol: 2 kg suvning haroratini 20 ° C dan 50 ° C gacha ko'tarish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini hisoblang. Suvning solishtirma issiqlik sig'imi \(4184 J/(kg\cdot K)\) teng.
Issiqlik miqdori uchun formuladan foydalanamiz: \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) Berilgan qiymatlarni almashtiramiz: \( Q = 2\, \textrm{kg} \cdot 4184\, \textrm{J/(kg}\cdot \textrm{K)} \cdot (50 - 20)\, \textrm{°C} \) \(Q\) qiymatini hisoblash bizga kerakli issiqlik miqdorini beradi.
Tajribalar issiqlik tushunchasini va uning turli moddalarga ta'sirini tushunishning amaliy usulidir. Issiqlik uzatish va o'ziga xos issiqlik sig'imi tushunchasini ko'rsatadigan ikkita oddiy tajriba:
1-tajriba: Suvdagi harorat o‘zgarishini o‘lchash
Ushbu tajriba ma'lum miqdordagi suvni isitish va harorat o'zgarishini o'lchashni o'z ichiga oladi. Elektr isitgich yordamida suvga ma'lum miqdorda energiya etkazib berish orqali talabalar haroratning oshishini o'lchashlari va yuqorida keltirilgan formuladan foydalanib, suvning solishtirma issiqlik sig'imini hisoblashlari mumkin.
2-tajriba: Issiqlik yutilishini solishtirish
Bu tajribada suv va moy kabi turli moddalarning teng massalari bir xil sharoitda joylashtiriladi va bir xil vaqt davomida qizdiriladi. Har bir moddaning harorat o'zgarishini o'lchab, o'quvchilar issiqlik yutilishdagi farqlarni kuzatishi va uni solishtirma issiqlik sig'imi tushunchasi bilan bog'lashlari mumkin.
Issiqlik miqdori jismoniy dunyoda energiya almashinuvini tushunishning muhim jihati hisoblanadi. Issiqlik, o'lchov birliklari va o'ziga xos issiqlik sig'imi ta'rifi orqali biz turli jarayonlar va tizimlarda issiqlik o'tkazuvchanligini hisoblashimiz va hisoblashimiz mumkin. Tajribalar o'tkazish issiqlikning turli moddalarga qanday ta'sir qilishini amaliy tushunish imkonini beradi va ushbu darsda o'tilgan nazariy tushunchalarni mustahkamlashga yordam beradi.
