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エンタルピー

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エンタルピーは温度の異なるオブジェクト間をフローするエネルギーの一種です。

エンタルピーを理解するためには、フォームを変更できるだけ、エネルギーを作成または破棄することはできません、熱力学の最初の法律に精通している必要があります。システムのエネルギーの合計量は一定です。

エンタルピーの概念は、ストーブの上に水の鍋に明らかです。Q、文字で示される熱は自発的に冷水に熱いストーブから流れます。応答では、水の温度が上昇します。しかし、これはオープン システムですので環境に失われるいくつかの熱があります。

その一方で、システムは、熱力学的に孤立、満ちている魔法瓶のようなお湯、熱はシステムとその周辺の間転送されません。このシステムに冷たい金属片をドロップした場合、熱は自発的にクーラーの金属にお湯から流れます。だから、我々 はこの孤立系に熱力学の最初の法律を適用、する場合金属、または秦に吸収される熱を水、または、Qout によって失われる熱に等しいと言えます。

このビデオでは、熱力学の最初の法律をテストするこの簡単な熱伝達実験を示します。

プロトコルを掘り下げる前に、この実験に関するいくつかの重要な概念を確認してみましょう。前述のとおり、熱、または Q は自発的にホットからコールド オブジェクトに転送されるエネルギーの種類です。

熱は、温度は、すべて物質の個々 の分子の平均の運動エネルギーの尺度であると混同します。たとえば、大小さまざまな熱平衡でホットにアルミ片を検討してください。少ない分子およびより少ない質量をもっているために、金属の小さい部分がある他のものより少ない熱エネルギーしかしそれら両方は同じ温度をあります。

熱と温度の関係は次の式によって与えられる: Q = mCΔT。そのため、温度を上げるために必要な熱の量は、質量、m より少ない熱は 1 kg ではなくアルミの 1 グラムの温度を上げる必要がありますので、理に依存します。

他の要因は、C、または材料に依存した熱容量です。たとえば、木にアルミより高い比熱容量があります。これは、アルミ材 1 kg よりも 1 kg の温度を増加するより少ない熱が必要なことを意味します。

C は、1 度で物質の単位質量の温度を上げるために必要な熱の量として定義されている定数です。これらの値は、水のように、多くの一般的な材料の経験的計算されています。

次のセクションでは、実験的熱力学的分離システムを提供する熱量計を用いる鉛の C を計算する方法を紹介します。

最初に、この実験で断熱熱量計として機能する 2 つの発泡スチロールのカップを取得します。フタとして機能し、他の 1 つのカップの上から小さな部分をカットします。温度計がしっかりと通り抜けるので、ふたに小さな穴をパンチします。

220 mL の水をそのままカップに注ぐし、ふたを上にします。水の温度を測定します。

次に、リードのサンプルは完全に水没することができますので、十分な水でビーカーを埋めます。ホット プレートにビーカーを置き、水を沸騰させる。

鉛サンプルの重さし、質量を記録します。文字列をアタッチし、リング スタンドを使用してそれを中断します。それが完全に水に覆われるまで水を沸騰の鉛サンプルが水没します。

沸騰したお湯が熱平衡に到達するサンプルを許可するように 5 分間待ちます。沸騰したお湯からサンプルを削除し、初期の温度を記録します。

すぐにカップにホットのサンプルを置き、上に蓋を置き。蓋の穴を通って温度計をスライドさせます。

均一な温度を確保するため鉛サンプルとコーヒー カップを旋回します。それが変化として、温度計の温度を見て、最終的な安定した温度を記録します。

熱力学の最初の法律から、この実験では、鉛の熱い作品が冷たい水への熱を転送を知っています。カロリメータが熱力学的に孤立システムを提供すると仮定すると、リードからの熱出力は水への熱入力に相当します。公式 Q を使用して = mCΔT、我々 は以下の方程式を得る。

実験から、鉛と水の質量と鉛と水の温度変化を知っています。水の比熱はまた知られています。したがって、鉛の熱容量を計算できます。

これは鉛、0.128 の既知の熱容量をもつ優秀な契約です。この結果は、熱力学の最初の法則を検証します。

伝熱およびエネルギー保存の原則適用いくつかの日常的なイベントが、見過ごされる多くの場合。いくつかの例を示します。

水や氷を使用して簡単な実験は、熱伝導によって熱力学と熱伝達の最初の法律を示します。当初、水のガラスは室温では、氷を追加して冷却します。最終的に、氷が溶けると水と溶けた氷は、熱は水から氷へ移されたと同じ温度を達する。

ただし、システムは、周囲から孤立したが、ためには、温度を上げ水を最終的に暖かい部屋転送熱。

太陽と地球の間熱伝達の別の例であります。ただし、熱放射によって行われ、これ以来、太陽は地球よりもはるかに高い温度で、熱の流れ太陽から地球に。いくつかが宇宙の他のボディへと環境に失われるには、すべての熱は地球に転送しています。

ゼウスの熱と熱力学の最初の法律入門を見てきただけ。熱と省エネの基本概念を理解する必要があります今すぐ。見てくれてありがとう!

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