1 Загревање проводника и уређаја у случају кратког споја
Кратки режим
кратак спој (кратки спој) у колу највећим делом
је хитан случај, и обично је
елиминисан у кратком временском периоду
- секунде и делови секунде. У току
овог временског периода
топлота је толика да температура
проводника и апарата иде даље
границе постављене за нормално
режим.
Чак и краткорочно
пораст температуре проводника и
уређаја током кратког споја може довести до
омекшавање и топљење метала,
запаљена изолација, уништавање контаката
и друге штете. За поуздане
неопходан је рад електричног система
избегавајте оштећења као нпр
постиже избором одговарајућих
димензије струјних делова и подешавања
релејна заштита.
Способност
апарат и проводник отпор
краткотрајни топлотни ефекат
струја кратког споја без оштећења, спречавање
даљи рад се назива топлотним
истрајност. Тхермал
отпор је коначна температура,
који је ограничен на механичко
чврстоћа метала, деформација
делови уређаја, као и отпорност на топлоту
изолација. Дозвољене крајње температуре
за проводнике у случају кратког споја дати су у
табела 2.1.
Специфична топлота
специфични топлотни капацитет, класа специфичног топлотног капацитета 8Специфична топлота - однос топлотног капацитета према маси, топлотни капацитет јединице масе супстанце (различит за различите супстанце); физичка величина бројчано једнака количини топлоте која се мора пренети јединици масе дате супстанце да би се њена температура променила за један.
У Међународном систему јединица (СИ), специфична топлота се мери у џулима по килограму по келвину, Ј / (кг К). Понекад се користе и несистемске јединице: калорија / (кг К) итд.
Специфични топлотни капацитет се обично означава словима ц или Ц, често са индексима.
На вредност специфичне топлоте утичу температура супстанце и други термодинамички параметри. На пример, мерење специфичног топлотног капацитета воде ће дати различите резултате на 20°Ц и 60°Ц.
Поред тога, специфични топлотни капацитет зависи од тога како је дозвољено да се мењају термодинамички параметри супстанце (притисак, запремина, итд.).
); на пример, специфична топлота при константном притиску (ЦП) и при константној запремини (ЦВ) су генерално различите.
Формула за израчунавање специфичног топлотног капацитета: где је ц специфични топлотни капацитет, К је количина топлоте коју је супстанца примила током загревања (или ослобођена током хлађења), м је маса загрејане (расхладне) супстанце, ΔТ је разлика између коначне и почетне температуре супстанце. Специфични топлотни капацитет може зависити (и у принципу, стриктно говорећи, увек - мање-више снажно - зависи) од температуре, па је следећа формула са малим (формално бесконачно малим) и тачнија:
- 1 Специфичне вредности топлотног капацитета за неке супстанце
- 2 Види такође
- 3 белешке
- 4 Литература
- 5 Линкови
Вредности специфичног топлотног капацитета неких супстанци
| Природно сушење) | гасни | 1,005 |
| ваздух (100% влажност) | гасни | 1,0301 |
| алуминијум | чврст | 0,903 |
| берилијум | чврст | 1,8245 |
| месинг | чврст | 0,377 |
| калај | чврст | 0,218 |
| бакар | чврст | 0,385 |
| молибден | чврст | 0,250 |
| челика | чврст | 0,462 |
| дијамант | чврст | 0,502 |
| етанол | течност | 2,460 |
| злато | чврст | 0,129 |
| графит | чврст | 0,720 |
| хелијум | гасни | 5,190 |
| водоник | гасни | 14,300 |
| гвожђе | чврст | 0,444 |
| довести | чврст | 0,130 |
| ливено гвожде | чврст | 0,540 |
| волфрам | чврст | 0,134 |
| литијум | чврст | 3,582 |
| Меркур | течност | 0,139 |
| азот | гасни | 1,042 |
| нафтна уља | течност | 1,67 — 2,01 |
| кисеоник | гасни | 0,920 |
| кварцно стакло | чврст | 0,703 |
| вода 373 К (100 °Ц) | гасни | 2,020 |
| вода | течност | 4,187 |
| лед | чврст | 2,060 |
| пивска сладовина | течност | 3,927 |
| асфалт | 0,92 |
| чврста цигла | 0,84 |
| силикатна цигла | 1,00 |
| бетонски | 0,88 |
| кронглас (стакло) | 0,67 |
| кремен (стакло) | 0,503 |
| прозорско стакло | 0,84 |
| гранит | 0,790 |
| сапуница | 0,98 |
| гипса | 1,09 |
| мермер, лискун | 0,880 |
| песак | 0,835 |
| челика | 0,47 |
| земљиште | 0,80 |
| дрво | 1,7 |
такође видети
- Топлотни капацитет
- Волуметријски топлотни капацитет
- Моларни топлотни капацитет
- Латентна топлота
- Топлотни капацитет идеалног гаса
- Специфична топлота испаравања и кондензације
- Специфична топлота фузије
Напомене
-
↑ За нехомоген (у смислу хемијског састава) узорак, специфична топлота је диференцијална карактеристика која варира од тачке до тачке.
У принципу, зависи и од температуре (иако се у многим случајевима прилично слабо мења са довољно великим променама температуре), док се строго гледано одређује – пратећи топлотни капацитет – као диференцијална величина и дуж температурне осе, тј.
Строго говорећи, треба узети у обзир промену температуре у дефиницији специфичне топлоте не за један степен (поготово не за неку већу јединицу температуре), већ за малу са одговарајућом количином пренете топлоте. (Погледајте главни текст испод).
- ↑ Келвини (К) се овде могу заменити степенима Целзијуса (°Ц), пошто се ове температурне скале (апсолутна и Целзијусова скала) разликују једна од друге само по почетној тачки, али не и по вредности мерне јединице.
Линкови
- Табеле физичких величина. Приручник, ур. И.К. Кикоина, М., 1976.
- Сивухин ДВ Општи курс физике. - Т. ИИ. Термодинамика и молекуларна физика.
- Е.М. Лифсхитс Топлотни капацитет // под. ед. Физичка енциклопедија АМ Прохорова. - М.: "Совјетска енциклопедија", 1998. - Т. 2.
Топлотни капацитет материјала табела
У грађевинарству веома важна карактеристика је топлотни капацитет грађевинских материјала. Од тога зависе карактеристике топлотне изолације зидова зграде и, сходно томе, могућност удобног боравка у згради
Од тога зависе карактеристике топлотне изолације зидова зграде и, сходно томе, могућност удобног боравка унутар зграде.
Пре него што пређете на упознавање са термоизолационим карактеристикама појединих грађевинских материјала, потребно је разумети шта је топлотни капацитет и како се он одређује.
Специфични топлотни капацитет материјала
Топлотни капацитет је физичка величина која описује способност материјала да акумулира температуру из загрејане средине.
Квантитативно, специфична топлота је једнака количини енергије, мереној у Ј, потребној да се тело масе 1 кг загреје за 1 степен.
Испод је табела специфичног топлотног капацитета најчешћих грађевинских материјала.
Да бисте израчунали топлотни капацитет материјала, потребно је имати податке као што су:
- врста и запремина загрејаног материјала (В);
- индикатор специфичног топлотног капацитета овог материјала (Суд);
- специфична тежина (мсп);
- почетне и крајње температуре материјала.
Топлотни капацитет грађевинских материјала
Топлотни капацитет материјала, чија је табела дата изнад, зависи од густине и топлотне проводљивости материјала.
А коефицијент топлотне проводљивости, заузврат, зависи од величине и затварања пора. Фино порозан материјал са затвореним системом пора има већу топлотну изолацију и, сходно томе, нижу топлотну проводљивост од грубо порозног.
Ово је врло лако пратити на примеру најчешћих материјала у грађевинарству. На слици испод приказано је како коефицијент топлотне проводљивости и дебљина материјала утичу на квалитет топлотне заштите спољашњих ограда.
На слици се види да грађевински материјали са мањом густином имају нижи коефицијент топлотне проводљивости.
Међутим, то није увек случај. На пример, постоје влакнасти типови топлотне изолације за које се примењује супротан образац: што је мања густина материјала, то је већа топлотна проводљивост.
Стога се не може ослонити само на индикатор релативне густине материјала, већ је вредно размотрити његове друге карактеристике.
Упоредне карактеристике топлотног капацитета главних грађевинских материјала
Да би се упоредио топлотни капацитет најпопуларнијих грађевинских материјала, као што су дрво, цигла и бетон, потребно је израчунати топлотни капацитет за сваки од њих.
Пре свега, морате одредити специфичну тежину дрвета, цигле и бетона. Познато је да 1 м3 дрвета тежи 500 кг, цигле - 1700 кг, а бетона - 2300 кг. Ако узмемо зид чија је дебљина 35 цм, онда једноставним прорачунима добијамо да је специфична тежина од 1 ск.
м дрвета биће 175 кг, цигле - 595 кг, а бетона - 805 кг. Затим бирамо температурну вредност при којој ће доћи до акумулације топлотне енергије у зидовима. На пример, то ће се десити врелог летњег дана са температуром ваздуха од 270Ц.
За изабране услове израчунавамо топлотни капацитет одабраних материјала:
- Дрвени зид: Ц=СудхмудхΔТ; Цдер = 2,3к175к27 = 10867,5 (кЈ);
- Бетонски зид: Ц=СудхмудхΔТ; Цбет = 0,84к805к27 = 18257,4 (кЈ);
- Зид од цигле: Ц=СудхмудхΔТ; Скирп = 0,88 к 595 к 27 = 14137,2 (кЈ).
Из урађених прорачуна види се да при истој дебљини зида бетон има највећи топлотни капацитет, а дрво најмањи. Шта каже? Ово сугерише да ће се у врелом летњем дану максимална количина топлоте акумулирати у кући од бетона, а најмање - од дрвета.
Ово објашњава чињеницу да је у дрвеној кући хладно у врућем времену и топло у хладном времену. Цигла и бетон лако акумулирају довољно велику количину топлоте из околине, али се исто тако лако растају од ње.
Топлотни капацитет и топлотна проводљивост материјала
Топлотна проводљивост је физичка количина материјала која описује способност температуре да продре са једне површине зида на другу.
Да би се створили удобни услови у просторији, неопходно је да зидови имају висок топлотни капацитет и ниску топлотну проводљивост. У овом случају, зидови куће ће моћи да акумулирају топлотну енергију околине, али истовремено спречавају продор топлотног зрачења у просторију.
Топлотни капацитет за различите процесе и стања материје
Појам топлотног капацитета је дефинисан како за супстанце у различитим агрегатним стањима (чврсте материје, течности, гасови), тако и за ансамбле честица и квазичестица (у металној физици се, на пример, говори о топлотном капацитету електронског гаса).
Топлотни капацитет идеалног гаса
Главни чланак: Топлотни капацитет идеалног гаса
Топлотни капацитет система честица које нису у интеракцији (на пример, идеалног гаса) одређен је бројем степени слободе честица.
Моларни топлотни капацитет при константној запремини:
- ЦВ=дУдТ=и2Р,{\дисплаистиле Ц_{В}={дУ \овер дТ}={\фрац {и}{2}}Р,}
где је Р{\дисплаистиле Р} ≈ 8,31 Ј/(мол К) универзална гасна константа, и{\дисплаистиле и} је број.
Моларни топлотни капацитет при константном притиску повезан је са Мајеровом релацијом ЦВ{\дисплаистиле Ц_{В}}:
- ЦП=ЦВ+Р=и+22Р.{\дисплаистиле Ц_{П}=Ц_{В}+Р={{и+2} \преко 2}Р.}
Топлотни капацитет кристала
Поређење Дебајевог и Ајнштајновог модела за топлотни капацитет чврсте материје
Постоји неколико теорија о топлотном капацитету чврсте материје:
- Дулонг-Петиов закон и Џул-Копов закон. Оба закона су изведена из класичних концепата и важе са одређеном тачношћу само за нормалне температуре (приближно од 15°Ц до 100°Ц).
- Ајнштајнова квантна теорија топлотних капацитета. Прва примена квантних закона на опис топлотног капацитета.
- Квантна теорија Дебајевих топлотних капацитета. Садржи најпотпунији опис и добро се слаже са експериментом.
Специфични, моларни и волуметријски топлотни капацитети
Главни чланци: Специфична топлота, Моларни топлотни капацитет и Волуметријски топлотни капацитет
Очигледно, што је већа маса тела, то је више топлоте потребно за његово загревање, а топлотни капацитет тела је пропорционалан количини супстанце која се у њему налази. Количина супстанце се може окарактерисати масом или бројем молова. Због тога је згодно користити концепте специфичног топлотног капацитета (топлотни капацитет по јединици масе тела):
- ц=Цм{\дисплаистиле ц={Ц \преко м}}
и моларни топлотни капацитет (топлотни капацитет једног мола супстанце):
- Цμ=Цν,{\дисплаистиле Ц_{\му}={Ц \овер \ну},}
где је ν=мμ{\дисплаистиле \ну ={м \преко \му}} количина супстанце у телу; м{\дисплаистиле м} је телесна тежина; μ{\дисплаистиле \му} је моларна маса. Моларни и специфични топлотни капацитети су повезани са Цμ=цμ{\дисплаистиле Ц_{\му}=ц\му}.
Волуметријски топлотни капацитет (топлотни капацитет по јединици запремине тела):
- Ц'=ЦВ.{\дисплаистиле Ц'={Ц \преко В}.}
Топлотна проводљивост обојених метала, топлотни капацитет и густина легура
У табели су приказане вредности топлотне проводљивости метала (обојених), као и хемијски састав метала и техничких легура у температурном опсегу од 0 до 600°Ц.
Обојени метали и легуре: никл Ни, монел, нихром; легуре никла (према ГОСТ 492-58): бакроникл НМ81, НМ70, константан НММтс 58,5-1,54, копел НМтс 56,5, монел НМЗхМтс и К-монел, алумел, хромел, манганин НММтс 85-12; легуре магнезијума (према ГОСТ 2856-68), електрон, платина-родијум; меки лемови (према ГОСТ 1499-70): чисти калај, олово, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, легура руже, легура дрвета.
Према табели, може се видети да легуре магнезијума и никла имају високу топлотну проводљивост (на собној температури). Ниска топлотна проводљивост је карактеристична за нихром, инвар и Вудову легуру.
Коефицијенти топлотне проводљивости легура алуминијума, бакра и никла
Топлотна проводљивост метала, алуминијума, легура бакра и никла у табели је дата у температурном опсегу од 0 до 600°Ц у јединицама В/(м дег) Метали и легуре: алуминијум, легуре алуминијума, дуралуминијум, месинг , бакар, монел, никл сребро, нихром, гвоздени нихром, меки челик. Легуре алуминијума имају већу топлотну проводљивост од легура месинга и никла.
Коефицијенти топлотне проводљивости легура
У табели су приказане вредности топлотне проводљивости легура у температурном опсегу од 20 до 200ºС Легуре: алуминијум бронза, бронза, фосфорна бронза, инвар, константан, манганин, легуре магнезијума, легуре бакра, легура руже, легура Вуда, легуре никла , никл сребро, платина-иридијум, легура електрона, платина-родијум.
У табели су приказане вредности електричне отпорности и ЦТЕ металне жице од различитих метала и легура.
Материјал жице: алуминијум, волфрам, гвожђе, злато, месинг, манганин, бакар, никл, константан, нихром, калај, платина, олово, сребро, цинк.
Као што се може видети из табеле, нихром жица има високу електричну отпорност и успешно се користи као ужарене спирале грејних елемената у многим кућним и индустријским уређајима.
Специфични топлотни капацитет легура обојених гвожђа
У табели су приказане вредности специфичног (масеног) топлотног капацитета двокомпонентних и вишекомпонентних обојених легура које не садрже гвожђе на температурама од 123 до 1000К. Топлотни капацитет је назначен у јединицама кЈ/(кг дег).
Дат је топлотни капацитет следећих легура: легуре које садрже алуминијум, бакар, магнезијум, ванадијум, цинк, бизмут, злато, олово, калај, кадмијум, никл, иридијум, платину, калијум, натријум, манган, титанијум, бизмут-олово- легура калаја, легура бизмут-олово, бизмут-олово-кадмијум, алумел, легура липе, нихром, легура руже.
Постоји и посебна табела која показује специфични топлотни капацитет метала на различитим температурама.
Специфични топлотни капацитет вишекомпонентних специјалних легура
Специфични (масени) топлотни капацитет вишекомпонентних специјалних легура дат је у табели на температурама од 0 до 1300ºС. Јединица топлотног капацитета је кал/(г дег) Топлотни капацитет специјалних легура: алумел, звоно-метал, Вудова легура, инвар, легура липе, манганин, монел, легура руже, фосфорна бронза, хромел, легура На-К, Пб-Би легура, Пб - Би - Сн, Зн - Сн - Ни - Фе - Мн.
Густина легура
Приказана је табела вредности густине легуре на собној температури. Дате су легуре: бронза, калај, фосфор, дуралумин, инвар, константан, месинг, магнезијум, манганин, монел - метал, платина - легура иридијума, легура Вуда, ваљани челик, ливени.
НАПОМЕНА: Будите опрезни! Густина легура у табели је назначена у снази 10-3. Не заборавите да помножите са 1000! На пример, густина ваљаног челика варира од 7850 до 8000 кг/м3.
- Микхеев М.А., Микхеева И.М. Основи преноса топлоте.
- Физичке величине. Именик. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковски и други; Ед. И.С. Григориева, Е.З. Меилихов. — М.: Енергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
- Табеле физичких величина. Именик. Ед. акад. И.К. Кикоин. М.: Атомиздат, 1976. - 1008 с.
- Схелудиак Иу.Е., Касхпоров Л.Иа. и др. Термофизичка својства компоненти горивих система. М., 1992. - 184 с.
- Индустријске пећи. Референтни водич за прорачуне и пројектовање. 2. издање, допуњено и ревидирано, Казантсев Е.И. М.: "Металургија", 1975.- 368 с.
