Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

4.21 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2115 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

н о

Теплота

нами этой шкалы являются: точка

таяния

Льда — обозна

чена

0° — и

точка

кипения

воды

при

нормальном

давле

Точка кипения

нии

— обозначена

- у 1 0 0

212

100°.

Англин

■■90

200

Воды

в Америке

принята

■■ВО

шкала Фаренгейта

■70

(F):

точка

таяния

--150

льда

обозначена

■60

цифрой

32°,

точка

--5 0

кипения

воды

циф

■■АО

--/00

рой

212°.

Шкала

между точками

та

■■30

яния

льда

кипе

■

ния

воды

Цель

Л 50

сия

разделена

на

■■

--3 2

Точка таяния

100

равных

ча

- -

стей — градусов,

льда

Фаренгейта на 212—

■ О

—32=180 частей ').

Рис.

62.

Градусы Цельсия и

Фаренгейта

пере

водятся

друг

в друга по следующим формулам:

/° Цельсия ;-

( х '

32) ’

(8)

') Реже встречается шкала Реомюра (R), в которой точка тая ния льда обозначена через 0°, но промежуток между точками таяния льда и кипения воды разделен на 80°.

Реомюра = - j - t°C = ^- j- / + 32 jj Р.

	Теплота	141
и	5
t°	5	(8а)
t°	Фаренгейта = (t — 32) -g - СС-	(8а)
Сравнительные	шкалы обеих систем изображены	на
рис. 62.

17. Линейное расширение при нагревании

Коэффициент линейного. расширения (а) какого-либо вещества определяет, на какую долю увеличивается еди ница длины этого вещества, если его нагревать на один градус С. Поэтому полное удлинение k стержня, нагретого на t°, выразится формулой k — a[0t, а вся длина стержня:

/ = /„ (1 + at),

(9)

где 10— начальная длина стержня.

18. Объемное расширение при нагревании

Прирост единицыаобъема вещества, •- когда оно нагре вается на один градус С, называется объемным (или ку бическим) коэффициентом расширения ((3). Формула, вы ражающая объем v какого-либо тела, нагретого на t°,

•имеет вид:

v — v o (1 + -Р0>

где v0 — начальный объем тела.	вещества в три
Коэффициент {3 объемного расширения
раза больше коэффициента линейного расширения:
Р = 3а.	(И)

142

Теплота

При определении расширения жидкостей и газов при нимают во внимание только объемный коэффициент.

19. Таблицы коэффициентов расширения

а) К о э ф ф и ц и е н т ы р а с ш и р е н и я т в е р д ы х в е щ е с т в ( б о л ь ш е ю ч а с т ь ю м е ж д у

	т е м п е р а т у р а м и 0° и			100°)
			Коэффициент		Коэффициент
	Вещество		линейного		объемного
	Вещество		расширения		расширения
			{«>		Ф)
А л ю м и н и и ..............................		•	0,0000238	•	0,0000714
Бронза	................. ...................	-	0,0000175	•	0,0000525*
Железо	литое......................................		0.0000120		0,0000360
,,	литое......................................		0.0000120		0,0000360
Золото	..........................................)		0,0000142		0,0000426
Инвар *	..........................................)		0,0000015		0,0000045
Л а т у н ь ......................			0,0000184		0,0000552
М е д ь .............................................		. .	0.0000165		0,0000495
Н икель............................ .		. .	0,0000128		0.0000384
О л о в о	...................		0.0С1Ш267		0,0000801
П л а т и н а ......................................			0,0000090		0,0000270
Свинец	..........................................		0,0000292		0,0000876
Серебро	.....................................		0,0000197		0,0000591
С таль......................	различных сортов	.	0,000011		0,000033
Стекло	различных сортов	.	от 0,000004		от 0,000012
Ф арфор			до 0,00001		до 0,00003
Ф арфор			0,000003		0,000009
Цемент	. . . . . . . . . . .	.	0,000014		0,000042
Ц инк..............................................			0,0000286		0,0000858
Чугун	.........................................		0,0000104		0,0000312

') Никелевая сталь, содержащая 36,1К никеля, 0,39% углерода, 0,39% марганца. Замечательна среди металлов малостью коэффици ента расширения.

Теплота

143

б) К о э ф ф и ц и е н т ы р а с ш и р е н и я ж и д к о с т е й ( б о л ь ш е й ч а с т ь ю п р и о б ы к н о в е н н о й

т е м п е р а т у р е )

							Коэффициент
				Вещество			объемного
				Вещество			расширения
							(Р>
			Керосин		...........................		0,0010
			Ртуть .....................................				0.000182
			Серндя кислота ...................				0.00056
			С п и р т .............................. ...				О.ООПО
			Э ф ир..................................				0.00166
				20. Закон Гей-Люссака
и	Все	газы		имеют	при	постоянном		давлении			один
и	тот	же		коэффициент		расширения:'		при		нагревании
на	1°С газы			расширяются при			неизменном		давлении		при-
			1						занимали		при
мерно на gyg аасть того объема, какой они									занимали		при
0°С (закон			Гей-Люссака)-.								(12)
				01 “Ч1							(12)
где vt — объем газа					при	температуре		(L°C,		v0 — объем
при 0°С,		t\	— температура,			до	которой нагрет			газ.

21. Зависимость давления от температуры

Если газ нагревать в закрытом сосуде, т. е. при неизменном объеме, то давление газа увеличивается при

мерно также на gyg долю того давления, какое имел бы

144

Теплота

газ при 0°С. Давление газа р, при температуре (г выра зится формулой:

(13)

где ро — давление данной массы газа при 0°С.

22. Абсолютная температура

Если температура газа будет понижаться, то давление газа будет делаться меньше. Если бы газ был охлажден до — 273°С, то по формуле (13) давление газа равнялось бы нулю. Такая температура носит название абсолютного

нуля, абсолютный нуль лежит							на 273° (точнее, на 273° 16')
ниже условного		нуля — точки					таяния		льда	(0°С).
Температура Т, отсчитанная не от точки										таяния льда,
а от абсолютного нуляравна:
			Т =		273 +			t			(14)
(где t — в градусах			С)	и	носит			название		абсолютной
температуры тела.
23.	Закон	Бойля — Мариотта — Гей-Люссака
Если газ, занимавший при 0° объем и0 под											давлением
Ро, будет	нагрет	до	/tcC		и	будет			занимать		некоторый
объем с»!	под давлением			pt,		то		имеет место следующий
закон Бойля — Мариотта — Гей-Люссака:
		J	_\|_ p/j		“	ЩРо — const,					(15)

Теплота

145’

т. е. «для данной массы газа произведение его объема на давление, деленное на соответствующее выражение 1 + (бином расширения), есть величина постоянная».

24. Уравнение Клапейрона

Если температуру t по шкале Цельсия в формуле (15} заменить температурой Т по абсолютной шкале, то фор мула (15) примет вид:

ЩР1	"оРо	= const.	(16)
Ti	То

это— уравнение Клапейрона: «для данной массы газа произведение его объема на давление, деленное на абсо лютную температуру газа, есть величина постоянная».

25. Единицы теплоты

Количество теплоты измеряется в больших калориях,

или килокалориях (ккал) и в малых калориях, или просто-

калориях (кал). Килокалория — количество теплоты, не обходимое для нагревания одного килограмма воды на 1°С (от 14,5°С до 15,5°С); калория — количество теплоты, необходимое для нагревания одного грамма воды на ГС:

1- ккал = 1000 кал.

26 Теплоемкость

Теплоемкостью данного тела называется количество

. теплоты, необходимое для нагревания этого тела на ГС.

146

Теплота

Удельной теплоемкостью вещества называется коли чество теплоты в ккал, необходимое для нагревания одного кг вещества на 1°С (или — количество теплоты в кал, необходимое для нагревания 1 г' вещества на 1°С).

27. Таблица теплоемкостей употребительных веществ

Из определения килокалории и калории следует, что удельная теплоемкость воды равна 1 кал/г-град. Удельные теплоемкости наиболее употребительных твердых и жидких веществ указаны в таблице 1):

Вещество	Удельная
Вещество	теплоемкость
	(О
Алюминий . .	0,21
Графит . . . .	0.2
Железо . . . .	О.П
Золото . . . .	0,031
Керосин . . .	0,51
Кирпич
(между 0° н	0,19—0,24
100°) . . . .	0,19—0,24
Латунь . . . .	0,093
Лед . (от—‘10°	0,43
до 0°) . . .	0,43
М ед ь ...............	0,091
Олово . . . .	0,052
Парафин . . .	0,77

Вещество		Удельная
		теплоемкость
		(с)
Платима . . .		0,032
Пробка . . . .		0,49
Ртуть	...............	0,033
Свинец, . . . .		0,031
Серебро . . .		0,055
Спирт . . . .		0,58 .
Сталь	...............	0,11
Стекло . . . .		0,20
Цемент		0,19
(около 35°).
Ц и н к	...............(от 0J	0,092
Чугун		0,13
до	100°) . .

') Удельные теплоемкости немного изменяются (незначительно) при изменении температуры тела. В таблице, кроме случаев, где температура указана в скобках, удельная теплоемкость везде дается при 18°С-

Теплота

147

28. Формула теплоты, необходимой для нагревания тела

Количество теплоты q, необходимое для нагревания массы т вещества с удельной теплоемкостью с от ty° до /2°С, выражается формулой:

для воды			q = m c { t 2— У;						(17)
									(17а)
			q= ^m (t2 — tj).
	29.	Связь между		теплотой		и работой
Затрачивая		теплоту, мы		получаем			работу	(например,,
в двигателях)		и, обратно, затрачивая					работу (например,
при трении двух поверхностей					одна	о другую), мы полу
чаем теплоту; Между теплотой и						работой		существует
вполне	определенное		соотношение:			затрачивая			427 кГм
работы, мы вместо этого можем					получить 1 килокалорию
тепла;	1 килокалория		равноценна (эквивалентна)						427 кГм

работы. Эта величина работы носит название механическо го эквивалента тепла и обозначается буквой /. Обратная

величина ^ 7 ккал — 1 кГм называется термическим эк

вивалентом работы. Таким образом, соотношение	между
теплотой и работой выразится формулой:
А = / • Q,	(18)

где А — работа, Q — количество тепла в ккал.

Если работа выражается в джоулях, а теплота в кало риях, то

/ = 4,2 дж/кал и А = 0,24 кал/дж.

(18а)

148	Теплота
30.	Температура плавления		и отвердевания
Для	кристаллических	веществ	(к ним	относятся
« металлы) температура		плавления (точка		плавления)

и температура отвердевания (точка отвердевания) совпа дают; для некристаллических веществ, например смолы, стекла и т. п., постоянной точки плавления нет. В сле дующей таблице указаны температуры плавления (и отвер

девания) наиболее		употребительных		кристаллических
веществ:
Вещество	Температура		Вещество		Температура
	плавления				плавления
	<°С)				<°С)
Алюминий . .		G58	Раствор	пова
Железо . . . .		1520	ренной	соли	- 1 8
Золото . . . .		1064	(насыщенный)
Иридий . . . .	около	2350	Ртуть ...............		—38.9
Латунь . . . .		1000	Свинец . . . .		327
М е д ь ...............		1083	Серебро . . .		960
Олово . . . .	около	232	Спирт . . . .		—114
Парафин . . .		54	Сталь ...............		1300—1400
Платина . . .		1764	Ц и н к ...............		419
Припой	135—200		Чугун . . . .		1100—1200
мягкий . . .			Э ф и р ...............		—123
	31.	Теплота	плавления
Количество тепла		в ккал,	необходимое для того, чтобы

1 кг какого-нибудь твердого вещества, нагретого до температуры его плавления, превратить в жидкое состо яние при той же температуре, называется теплотой плав ления этого вещества. Эта теплота не' повышает темпера

Теплота

149

туры вещества, а тратится на то, чтобы превратить его из твердого состояния в жидкое.

32. Таблица теплоты плавления

Теплота плавления для наиболее употребительных веществ дана в следующей таблице:

Вещество	Теплота
Вещество	плавления
Алюминий . .	около 80—00
Железо . . . .	49
Золото . . . .	16
Л с д ...................	80
Медь	42
Олово . . * .	14
Парафин . . .	35
Платина . . .	27

Вещество		Теплота
Вещество		плавления
Ртуть ...............		2,8
Свинец	. .. .. . .	5
. Серебро	. .. .. . .	24
Цинк .	бе. .- . .	28
Чугун	бе. .- . .	33
лш й...............	се-	33
Чугун	се-	23
рый...............		23

33. Формула теплоты, необходимой для плавления тела

Количество тепла Q, необходимое для того, чтобы расплавить массу вещества т с удельной теплоемкостью с, начальной температурой 1, и температурой плавления <а, выражается формулой:

Q = тс ((2— ii) + hn.

(19)

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2115 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ