1 Pag-init ng mga conductor at device kung sakaling magkaroon ng short circuit
Maikling mode
maikling circuit (short circuit) sa circuit para sa karamihan
ay isang emergency, at ito ay karaniwan
inalis sa maikling panahon
- mga segundo at mga fraction ng isang segundo. Sa panahon ng
ang yugtong ito ng paglalaan ng oras
ang init ay napakalakas na ang temperatura
ang mga conductor at apparatus ay lumalampas
mga limitasyon na itinakda para sa normal
mode.
Kahit panandalian
pagtaas ng temperatura ng mga konduktor at
mga device sa panahon ng short circuit ay maaaring humantong sa
paglambot at pagkatunaw ng metal,
nasusunog na pagkakabukod, pagkasira ng mga contact
at iba pang pinsala. Para mapagkakatiwalaan
kailangan ang operasyon ng electrical system
maiwasan ang pinsala tulad ng
nakamit sa pamamagitan ng pagpili ng angkop
mga sukat ng kasalukuyang nagdadala ng mga bahagi at setting
proteksyon ng relay.
Kakayahan
kagamitan at konduktor na lumalaban
panandaliang thermal effect
short-circuit kasalukuyang walang pinsala, na pumipigil
Ang karagdagang trabaho ay tinatawag na thermal
tiyaga. Thermal
ang paglaban ay ang huling temperatura,
na limitado sa mekanikal
lakas ng metal, pagpapapangit
mga bahagi ng mga aparato, pati na rin ang paglaban sa init
paghihiwalay. Mga pinahihintulutang temperatura ng pagtatapos
para sa mga konduktor sa kaso ng maikling circuit ay ibinigay sa
talahanayan 2.1.
Tiyak na init
tiyak na kapasidad ng init, tiyak na kapasidad ng init klase 8Tiyak na init - ang ratio ng kapasidad ng init sa masa, ang kapasidad ng init ng isang yunit ng masa ng isang sangkap (iba para sa iba't ibang mga sangkap); isang pisikal na dami ayon sa numero na katumbas ng dami ng init na dapat ilipat sa isang yunit ng masa ng isang partikular na sangkap upang ang temperatura nito ay magbago ng isa.
Sa International System of Units (SI), ang tiyak na init ay sinusukat sa joules kada kilo kada kelvin, J / (kg K). Minsan ginagamit din ang mga non-systemic unit: calorie / (kg K), atbp.
Ang partikular na kapasidad ng init ay karaniwang tinutukoy ng mga letrang c o C, kadalasang may mga subscript.
Ang halaga ng tiyak na init ay apektado ng temperatura ng sangkap at iba pang mga thermodynamic na parameter. Halimbawa, ang pagsukat sa tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay magbibigay ng iba't ibang resulta sa 20°C at 60°C.
Bilang karagdagan, ang tiyak na kapasidad ng init ay nakasalalay sa kung paano pinapayagang magbago ang mga thermodynamic na parameter ng sangkap (presyon, dami, atbp.).
); halimbawa, ang tiyak na init sa pare-parehong presyon (CP) at sa pare-parehong dami (CV) ay karaniwang naiiba.
Ang formula para sa pagkalkula ng tiyak na kapasidad ng init: kung saan ang c ay ang tiyak na kapasidad ng init, Q ay ang dami ng init na natanggap ng sangkap sa panahon ng pag-init (o inilabas sa panahon ng paglamig), m ay ang masa ng pinainit (paglamig) na sangkap, ΔT ay ang pagkakaiba sa pagitan ng pangwakas at paunang temperatura ng sangkap. Ang tiyak na kapasidad ng init ay maaaring depende (at sa prinsipyo, mahigpit na pagsasalita, palaging - higit pa o hindi gaanong malakas - depende) sa temperatura, kaya ang sumusunod na formula na may maliit (pormal na infinitesimal) at mas tama:
- 1 Mga tiyak na halaga ng kapasidad ng init para sa ilang mga sangkap
- 2 Tingnan din
- 3 tala
- 4 Panitikan
- 5 Mga link
Ang mga halaga ng tiyak na kapasidad ng init ng ilang mga sangkap
| hangin (tuyo) | gas | 1,005 |
| hangin (100% halumigmig) | gas | 1,0301 |
| aluminyo | solid | 0,903 |
| beryllium | solid | 1,8245 |
| tanso | solid | 0,377 |
| lata | solid | 0,218 |
| tanso | solid | 0,385 |
| molibdenum | solid | 0,250 |
| bakal | solid | 0,462 |
| brilyante | solid | 0,502 |
| ethanol | likido | 2,460 |
| ginto | solid | 0,129 |
| grapayt | solid | 0,720 |
| helium | gas | 5,190 |
| hydrogen | gas | 14,300 |
| bakal | solid | 0,444 |
| nangunguna | solid | 0,130 |
| cast iron | solid | 0,540 |
| tungsten | solid | 0,134 |
| lithium | solid | 3,582 |
| Mercury | likido | 0,139 |
| nitrogen | gas | 1,042 |
| mga langis ng petrolyo | likido | 1,67 — 2,01 |
| oxygen | gas | 0,920 |
| baso ng kuwarts | solid | 0,703 |
| tubig 373 K (100 °C) | gas | 2,020 |
| tubig | likido | 4,187 |
| yelo | solid | 2,060 |
| beer wort | likido | 3,927 |
| aspalto | 0,92 |
| matibay na ladrilyo | 0,84 |
| silicate brick | 1,00 |
| kongkreto | 0,88 |
| kronglas (salamin) | 0,67 |
| flint (salamin) | 0,503 |
| salamin ng bintana | 0,84 |
| granite | 0,790 |
| sabon | 0,98 |
| dyipsum | 1,09 |
| marmol, mika | 0,880 |
| buhangin | 0,835 |
| bakal | 0,47 |
| ang lupa | 0,80 |
| kahoy | 1,7 |
Tingnan din
- Kapasidad ng init
- Volumetric na kapasidad ng init
- Kapasidad ng init ng molar
- Nakatagong init
- Ang kapasidad ng init ng isang perpektong gas
- Tiyak na init ng singaw at paghalay
- Tiyak na init ng pagsasanib
Mga Tala
-
↑ Para sa isang hindi pare-pareho (sa mga tuntunin ng komposisyon ng kemikal) na sample, ang partikular na init ay isang kaugalian na katangian na nag-iiba-iba sa bawat punto.
Sa prinsipyo, nakasalalay din ito sa temperatura (bagaman sa maraming mga kaso medyo mahina itong nagbabago na may sapat na malalaking pagbabago sa temperatura), habang mahigpit na nagsasalita ito ay tinutukoy - pagsunod sa kapasidad ng init - bilang isang pagkakaiba-iba ng dami at kasama ang axis ng temperatura, i.e.
Sa mahigpit na pagsasalita, dapat isaalang-alang ng isa ang pagbabago sa temperatura sa kahulugan ng tiyak na init hindi sa pamamagitan ng isang degree (lalo na hindi sa ilang mas malaking yunit ng temperatura), ngunit sa pamamagitan ng isang maliit na may katumbas na halaga ng init na inilipat. (Tingnan ang pangunahing teksto sa ibaba).
- ↑ Ang mga Kelvin (K) dito ay maaaring mapalitan ng mga degree Celsius (°C), dahil ang mga sukat ng temperatura na ito (ganap at Celsius na sukat) ay naiiba sa bawat isa lamang sa panimulang punto, ngunit hindi sa halaga ng yunit ng pagsukat.
Mga link
- Mga talahanayan ng pisikal na dami. Handbook, ed. I. K. Kikoina, M., 1976.
- Sivukhin DV Pangkalahatang kurso ng pisika. - T. II. Thermodynamics at molecular physics.
- E. M. Lifshits Kapasidad ng init // sa ilalim. ed. AM Prokhorova Physical Encyclopedia. - M .: "Soviet Encyclopedia", 1998. - T. 2.
Ang kapasidad ng init ng talahanayan ng mga materyales
Sa pagtatayo, ang isang napakahalagang katangian ay ang kapasidad ng init ng mga materyales sa gusali. Ang mga katangian ng thermal insulation ng mga dingding ng gusali ay nakasalalay dito, at, nang naaayon, ang posibilidad ng isang komportableng pananatili sa loob ng gusali
Ang mga katangian ng thermal insulation ng mga dingding ng gusali ay nakasalalay dito, at, nang naaayon, ang posibilidad ng isang komportableng pananatili sa loob ng gusali.
Bago magpatuloy upang maging pamilyar sa mga katangian ng thermal insulation ng mga indibidwal na materyales sa gusali, kinakailangan upang maunawaan kung ano ang kapasidad ng init at kung paano ito natutukoy.
Tiyak na kapasidad ng init ng mga materyales
Ang kapasidad ng init ay isang pisikal na dami na naglalarawan sa kakayahan ng isang materyal na makaipon ng temperatura mula sa isang mainit na kapaligiran.
Sa dami, ang tiyak na init ay katumbas ng dami ng enerhiya, na sinusukat sa J, na kinakailangan upang mapainit ang isang katawan na may mass na 1 kg sa pamamagitan ng 1 degree.
Nasa ibaba ang isang talahanayan ng tiyak na kapasidad ng init ng mga pinakakaraniwang materyales sa gusali.
Upang makalkula ang kapasidad ng init ng isang materyal, kinakailangan na magkaroon ng data tulad ng:
- uri at dami ng pinainit na materyal (V);
- isang tagapagpahiwatig ng tiyak na kapasidad ng init ng materyal na ito (Korte);
- tiyak na gravity (msp);
- paunang at panghuling temperatura ng materyal.
Kapasidad ng init ng mga materyales sa gusali
Ang kapasidad ng init ng mga materyales, ang talahanayan kung saan ay ibinigay sa itaas, ay depende sa density at thermal conductivity ng materyal.
At ang koepisyent ng thermal conductivity, sa turn, ay depende sa laki at pagsasara ng mga pores. Ang isang pinong buhaghag na materyal na may saradong sistema ng mga pores ay may mas malaking thermal insulation at, nang naaayon, mas mababa ang thermal conductivity kaysa sa isang coarsely porous.
Ito ay napakadaling sundin sa halimbawa ng mga pinakakaraniwang materyales sa pagtatayo. Ipinapakita ng figure sa ibaba kung paano nakakaapekto ang koepisyent ng thermal conductivity at ang kapal ng materyal sa mga katangian ng heat-shielding ng mga panlabas na bakod.
Ipinapakita ng figure na ang mga materyales sa gusali na may mas mababang density ay may mas mababang koepisyent ng thermal conductivity.
Gayunpaman, hindi ito palaging nangyayari. Halimbawa, may mga fibrous na uri ng thermal insulation kung saan nalalapat ang kabaligtaran na pattern: mas mababa ang density ng materyal, mas mataas ang thermal conductivity.
Samakatuwid, ang isa ay hindi maaaring umasa lamang sa tagapagpahiwatig ng kamag-anak na density ng materyal, ngunit ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa iba pang mga katangian nito.
Mga paghahambing na katangian ng kapasidad ng init ng mga pangunahing materyales sa gusali
Upang maihambing ang kapasidad ng init ng mga pinakasikat na materyales sa gusali, tulad ng kahoy, ladrilyo at kongkreto, kinakailangang kalkulahin ang kapasidad ng init para sa bawat isa sa kanila.
Una sa lahat, kailangan mong matukoy ang tiyak na gravity ng kahoy, ladrilyo at kongkreto. Ito ay kilala na ang 1 m3 ng kahoy ay tumitimbang ng 500 kg, brick - 1700 kg, at kongkreto - 2300 kg. Kung kukuha kami ng isang pader na ang kapal ay 35 cm, pagkatapos ay sa pamamagitan ng mga simpleng kalkulasyon ay nakuha namin na ang tiyak na gravity ng 1 sq.
m ng kahoy ay magiging 175 kg, brick - 595 kg, at kongkreto - 805 kg. Susunod, pipiliin namin ang halaga ng temperatura kung saan magaganap ang akumulasyon ng thermal energy sa mga dingding. Halimbawa, ito ay mangyayari sa isang mainit na araw ng tag-araw na may temperatura ng hangin na 270C.
Para sa mga napiling kondisyon, kinakalkula namin ang kapasidad ng init ng mga napiling materyales:
- Wood wall: C=SudhmudhΔT; Cder \u003d 2.3x175x27 \u003d 10867.5 (kJ);
- Konkretong pader: C=SudhmudhΔT; Cbet \u003d 0.84x805x27 \u003d 18257.4 (kJ);
- Brick wall: C=SudhmudhΔT; Skirp \u003d 0.88x595x27 \u003d 14137.2 (kJ).
Mula sa mga kalkulasyon na ginawa, makikita na sa parehong kapal ng pader, ang kongkreto ay may pinakamataas na kapasidad ng init, at ang kahoy ay may pinakamababa. Ano ang sinasabi nito? Ito ay nagpapahiwatig na sa isang mainit na araw ng tag-araw, ang maximum na halaga ng init ay maipon sa isang bahay na gawa sa kongkreto, at ang hindi bababa sa - mula sa kahoy.
Ipinapaliwanag nito ang katotohanan na sa isang kahoy na bahay ito ay malamig sa mainit na panahon at mainit sa malamig na panahon. Ang ladrilyo at kongkreto ay madaling makaipon ng sapat na malaking halaga ng init mula sa kapaligiran, ngunit tulad ng madaling bahagi dito.
Kapasidad ng init at thermal conductivity ng mga materyales
Ang thermal conductivity ay isang pisikal na dami ng mga materyales na naglalarawan sa kakayahan ng temperatura na tumagos mula sa isang ibabaw ng dingding patungo sa isa pa.
Upang lumikha ng mga komportableng kondisyon sa silid, kinakailangan na ang mga dingding ay may mataas na kapasidad ng init at isang mababang thermal conductivity. Sa kasong ito, ang mga dingding ng bahay ay makakaipon ng thermal energy ng kapaligiran, ngunit sa parehong oras ay maiwasan ang pagtagos ng thermal radiation sa silid.
Kapasidad ng init para sa iba't ibang proseso at estado ng bagay
Ang konsepto ng kapasidad ng init ay tinukoy kapwa para sa mga sangkap sa iba't ibang mga estado ng pagsasama-sama (solids, likido, gas) at para sa mga ensemble ng mga particle at quasiparticle (sa metal physics, halimbawa, ang isa ay nagsasalita ng kapasidad ng init ng isang electron gas).
Ang kapasidad ng init ng isang perpektong gas
Pangunahing artikulo: Ang kapasidad ng init ng isang perpektong gas
Ang kapasidad ng init ng isang sistema ng mga hindi nakikipag-ugnayan na mga particle (halimbawa, isang perpektong gas) ay tinutukoy ng bilang ng mga antas ng kalayaan ng mga particle.
Kapasidad ng init ng molar sa pare-parehong dami:
- CV=dUdT=i2R,{\displaystyle C_{V}={dU \over dT}={\frac {i}{2}}R,}
kung saan ang R{\displaystyle R} ≈ 8.31 J/(mol K) ay ang universal gas constant, ang i{\displaystyle i} ay ang numero .
Ang kapasidad ng init ng molar sa pare-parehong presyon ay nauugnay sa ugnayang CV{\displaystyle C_{V}} Mayer:
- CP=CV+R=i+22R.{\displaystyle C_{P}=C_{V}+R={{i+2} \over 2}R.}
Kapasidad ng init ng mga kristal
Paghahambing ng mga modelong Debye at Einstein para sa kapasidad ng init ng isang solid
Mayroong ilang mga teorya ng kapasidad ng init ng isang solid:
- Ang batas ng Dulong-Petit at ang batas ng Joule-Kopp. Ang parehong mga batas ay nagmula sa mga klasikal na konsepto at wasto na may tiyak na katumpakan lamang para sa mga normal na temperatura (humigit-kumulang mula 15 ° C hanggang 100 ° C).
- Ang quantum theory ni Einstein ng mga kapasidad ng init. Ang unang aplikasyon ng quantum laws sa paglalarawan ng kapasidad ng init.
- Quantum theory ng mga kapasidad ng init ni Debye. Naglalaman ng pinakakumpletong paglalarawan at sumasang-ayon nang husto sa eksperimento.
Mga tiyak, molar at volumetric na kapasidad ng init
Pangunahing artikulo: Tiyak na init, Kapasidad ng init ng molar at Volumetric na kapasidad ng init
Malinaw, kung mas malaki ang masa ng katawan, mas maraming init ang kinakailangan upang mapainit ito, at ang kapasidad ng init ng katawan ay proporsyonal sa dami ng sangkap na nilalaman nito. Ang halaga ng isang sangkap ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng masa o bilang ng mga moles. Samakatuwid, maginhawang gamitin ang mga konsepto ng tiyak na kapasidad ng init (kapasidad ng init bawat yunit ng masa ng isang katawan):
- c=Cm{\displaystyle c={C \over m}}
at molar heat capacity (kapasidad ng init ng isang mole ng isang substance):
- Cμ=Cν,{\displaystyle C_{\mu }={C \over \nu },}
kung saan ang ν=mμ{\displaystyle \nu ={m \over \mu }} ay ang dami ng substance sa katawan; m{\displaystyle m} ay timbang ng katawan; Ang μ{\displaystyle \mu } ay ang molar mass. Ang mga molar at tiyak na kapasidad ng init ay nauugnay sa pamamagitan ng Cμ=cμ{\displaystyle C_{\mu }=c\mu }.
Volumetric heat capacity (kapasidad ng init bawat unit volume ng isang katawan):
- C′=CV.{\displaystyle C’={C \over V}.}
Thermal conductivity ng mga non-ferrous na metal, kapasidad ng init at density ng mga haluang metal
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng thermal conductivity ng mga metal (non-ferrous), pati na rin ang kemikal na komposisyon ng mga metal at teknikal na haluang metal sa hanay ng temperatura mula 0 hanggang 600°C.
Mga non-ferrous na metal at haluang metal: nickel Ni, monel, nichrome; nickel alloys (ayon sa GOST 492-58): cupronickel NM81, NM70, constantan NMMts 58.5-1.54, kopel NM 56.5, monel NMZhMts at K-monel, alumel, chromel, manganin NMMts 85-12, invar; magnesium alloys (ayon sa GOST 2856-68), electron, platinum-rhodium; malambot na panghinang (ayon sa GOST 1499-70): purong lata, tingga, POS-90, POS-40, POS-30, Rose alloy, Wood alloy.
Ayon sa talahanayan, makikita na ang magnesium alloys at nickel ay may mataas na thermal conductivity (sa room temperature). Ang mababang thermal conductivity ay katangian ng nichrome, invar at Wood's alloy.
Thermal conductivity coefficients ng aluminum, copper at nickel alloys
Ang thermal conductivity ng mga metal, aluminyo, tanso at nikel na haluang metal sa talahanayan ay ibinibigay sa hanay ng temperatura mula 0 hanggang 600 ° C sa mga yunit ng W / (m deg) Mga metal at haluang metal: aluminyo, aluminyo haluang metal, duralumin, tanso , tanso, monel, nickel silver, nichrome, ferruginous nichrome, malambot na bakal. Ang mga aluminyo na haluang metal ay may mas mataas na thermal conductivity kaysa sa tanso at nikel na haluang metal.
Thermal conductivity coefficients ng mga haluang metal
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng thermal conductivity ng mga haluang metal sa hanay ng temperatura mula 20 hanggang 200ºС. Mga haluang metal: aluminyo tanso, tanso, phosphor bronze, invar, constantan, manganin, magnesium alloys, tanso haluang metal, Rose alloy, Wood's alloy, nickel alloys , nickel silver, platinum-iridium, alloy electron, platinum-rhodium.
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng electrical resistivity at CTE ng isang metal wire na gawa sa iba't ibang metal at alloys.
Materyal na wire: aluminyo, tungsten, bakal, ginto, tanso, manganin, tanso, nikel, constantan, nichrome, lata, platinum, tingga, pilak, sink.
Tulad ng makikita mula sa talahanayan, ang nichrome wire ay may mataas na resistivity ng kuryente at matagumpay na ginagamit bilang mga incandescent spiral ng mga elemento ng pag-init sa maraming mga kagamitan sa sambahayan at pang-industriya.
Tiyak na kapasidad ng init ng mga non-ferrous na haluang metal
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng tiyak (mass) na kapasidad ng init ng dalawang bahagi at maraming bahagi na non-ferrous na haluang metal na hindi naglalaman ng bakal sa mga temperatura mula 123 hanggang 1000K. Ang kapasidad ng init ay ipinahiwatig sa mga yunit ng kJ/(kg deg).
Ang kapasidad ng init ng mga sumusunod na haluang metal ay ibinibigay: mga haluang metal na naglalaman ng aluminyo, tanso, magnesiyo, vanadium, sink, bismuth, ginto, tingga, lata, cadmium, nickel, iridium, platinum, potassium, sodium, manganese, titanium, bismuth-lead- lata na haluang metal, haluang metal na bismuth-lead, bismuth-lead-cadmium, alumel, linden alloy, nichrome, rose alloy.
Mayroon ding hiwalay na talahanayan na nagpapakita ng tiyak na kapasidad ng init ng mga metal sa iba't ibang temperatura.
Tiyak na kapasidad ng init ng mga multicomponent na espesyal na haluang metal
Ang tiyak (mass) na kapasidad ng init ng multicomponent na mga espesyal na haluang metal ay ibinibigay sa talahanayan sa mga temperatura mula 0 hanggang 1300ºС. Ang yunit ng kapasidad ng init ay cal/(g deg). Kapasidad ng init ng mga espesyal na haluang metal: alumel, bell-metal, Wood's alloy, invar, linden alloy, manganin, monel, Rose alloy, phosphor bronze, chromel, Na-K alloy, Pb-Bi haluang metal, Pb - Bi - Sn, Zn - Sn - Ni - Fe - Mn.
Densidad ng mga haluang metal
Ang isang talahanayan ng mga halaga ng density ng haluang metal sa temperatura ng silid ay ipinakita. Ang mga sumusunod na haluang metal ay ibinibigay: bronze, lata, phosphorous, duralumin, invar, constantan, brass, magnalium, manganin, monel - metal, platinum - iridium alloy, Wood's alloy, rolled steel, cast.
TANDAAN: Mag-ingat! Ang density ng mga haluang metal sa talahanayan ay ipinahiwatig sa kapangyarihan ng 10-3. Huwag kalimutang i-multiply ng 1000! Halimbawa, ang density ng pinagsamang bakal ay nag-iiba mula 7850 hanggang 8000 kg/m3.
- Mikheev M.A., Mikheeva I.M. Mga pangunahing kaalaman sa paglipat ng init.
- Mga pisikal na dami. Direktoryo. A.P. Babichev, N.A. Babushkina, A.M. Bratkovsky at iba pa; Ed. I.S. Grigorieva, E.Z. Meilikhov. — M.: Energoatomizdat, 1991. — 1232 p.
- Mga talahanayan ng pisikal na dami. Direktoryo. Ed. acad. I.K. Kikoin. M.: Atomizdat, 1976. - 1008 p.
- Sheludyak Yu.E., Kashporov L.Ya. at iba pang Thermophysical na katangian ng mga bahagi ng mga nasusunog na sistema. M. 1992. - 184 p.
- Mga hurno sa industriya. Sanggunian na gabay para sa mga kalkulasyon at disenyo. 2nd edition, pupunan at binago, Kazantsev E.I. M.: "Metallurhiya", 1975.- 368 p.
