В чем измеряется теплоэнергия: Единицы измерения норматива потребления отопления

Тепловая энергия единицы измерения и применение

Тепловая энергия — это система измерения теплоты, которая была изобретена и используется еще два столетия назад. Основным правилом работы с данной величиной было то, что тепловая энергия сохраняется и не может просто исчезнуть, но может перейти в другой вид энергии.

Существует несколько общепринятых единиц измерения тепловой энергии. В основном их используют в промышленных отраслях, таких как энергетика. Внизу описаны самые распространенные из них:

• Калория — единица измерения, не входящая в общую систему, но часто использующаяся для сравнения с другими параметрами. В основном исчисления производят в килокал, Мегакал, Гигакал;
• Тонна пара — одна из специфичных и самых редко используемых величин, с помощью которых измеряют количество энергии тепла в особо больших объемах. Одна единица «тонны пара» равняется количеству пара, который можно получить из 1 тонны воды;
• Джоуль — распространенная единица измерения из СИ, использующаяся для общего обозначения количества энергии в разных ее видах. Основными величинами являются кДж, МДж, ГДж;
• кВт на час (Квт х ч) — основная единица измерения электрической энергии, используемая в частности странами СНГ.

Любая единица измерения, входящая в систему СИ, имеет предназначение в определении суммарного количества того или иного вида энергии, такого как выделения тепла или электроэнергия. Время проведения измерения и количество не влияют на эти величины, почему можно их использовать как для потребляемой, так и для уже потребленной энергии. Кроме того, любая передача и прием, а также потери тоже исчисляются в таких величинах.

Где применяют единицы измерения тепловой энергии

1. Подсчет выработанной энергии пара в котельных за один сезон или год.
2. Определение необходимого количества тепла для проведения нагрева определенного количества воды с конкретным температурным режимом.
3. Полный подсчет количества тепловой энергии, которая служит для обеспечения нагревания горячей воды, отопительных сооружений и вентиляции помещений.
4. В некоторых вариантах величину тепловой энергии используют для измерения объема природного газа. В таком случае учитывается способность определенного количества вещества производить тепло при сжигании.
5. В катальнях зачастую используют данную величину для определения показателя используемой электроэнергии в отопительных сезонах.

Единицы измерения энергии, переведенные в тепловую

Для наглядного примера ниже приведены сравнения различных популярных показателей СИ с тепловой энергией:

• 1 ГДж равен 0,24 Гкал, что в электрическом эквиваленте равняется 3400 миллионов кВт на час. В эквиваленте тепловой энергии 1 ГДж = 0,44 тонны пара;
• В то же время 1 Гкал = 4,1868 ГДж = 16000 млн. кВт на час = 1,9 тонн пара;
• 1 тонна пара равняется 2,3 ГДж = 0,6 Гкал = 8200 кВт на час.

В данном примере приводимая величина пара принята за испарение воды при достижении 100°С.

Чтобы провести расчеты количества тепла, используется следующий принцип: для получения данных о количестве тепла его используют в нагревании жидкости, после чего масса воды умножается на пророщенную температуру. Если в СИ масса жидкости измеряется килограммами, а температурные перепады в градусах Цельсия, то результатом таких расчетов будет количество теплоты в килокалориях.

Если есть необходимость в передаче тепловой энергии от одного физического тела другому, и вы хотите узнать возможные потери, то стоит массу получаемого тепла вещества умножить на температуру повышения, а после узнать произведение получаемого значения на «удельную теплоемкость» вещества.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Интер РАО — Производство и реализация тепловой энергии

В 2009 году тепловая мощность возросла на 25 Гкал/час в результате ввода 24 декабря блока № 3 на Сочинской ТЭС.

Отпуск теплоэнергии с коллекторов:

Отпуск тепла филиалами ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС» в 2009 году (тыс. Гкал)

Отпуск тепловой энергии на станциях ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС» производится для обеспечения отопительной нагрузкой населенных пунктов, находящихся в непосредственной близости от электростанций и напрямую зависит от климатических условий. Отпущено тепла 1026,413 тыс.Гкал, что ниже уровня прошлого года на 1 % .

Удельный расход условного топлива на отпущенную теплоэнергию:

УРУТ на отпуск теплоэнергии снизился на 3,7 кг/Гкал за счет увеличения средних тепловых нагрузок .

Тепло и температура

Тепловая энергия передается от одних тел другим благодаря разнице температур. Температура — это величина, показывающая, каким количеством тепла обладает то или иное тело. Тепло может передаваться путем конвекции, излучения или теплопроводности. Жизнь на нашей планете возможна благодаря тепловому излучению Солнца (см. статью «Воздействие Солнца на Землю«).

Тепловая энергия

Тепло — это одна из форм энергии. Когда тело поглощает тепло, его внутренняя энергия увеличивается. Внутренняя энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергии частиц, из которых со­стоит тело. Кинетическая энергия — это энергия движения частиц тела. Потенциальной  энергией частицы обладают благодаря действующим между ними силам. Когда тело нагревается и расширяется, кинетическая энергия составляющих его частиц растет.

Также возрастает их потенциальная энергия. Тепловая энергия перелается от теплых тел к более холодным до тех пор, пока их температура не уравняет­ся. Когда тело теряет тепло, его внутренняя энергия уменьшается. При таянии лед получает тепловую энергию от окружающей его жидкости (см. рис.). Температура жидкости при этом понижается. Как и другие виды энергии, тепловая энергия измеряется и джоулях (Дж). Единица измерения энергии названа джоулем и честь английского ученого Джеймса Джоуля (1818 — 1889). Джоуль впервые доказал, что тепло является одним из видов энергии. Он изобрел аппарат, ко­торым измерял, какое количество потенциальной энергии падающего тела требуется для нагревания пришедшей в движение воды. Падающий груз заставляет вращаться лопасти внутри сосуда. Они приводят в движение находящееся внутри сосуда воду, и она нагревается. Чтобы нагреть 1 кг на 1 градус, требуется 4200 Дж.

Температура

Температура показывает, насколько горячим является данное тело. Если одинаковым по массе и температуре телам, состоящим из разных веществ, передать одно и то же количество энергии, то они нагреваются до разной температуры. Это означает, что различные вещества обладают разной удельной теплоемкостью. Например, одинаковое количество тепла нагревает масло сильнее, чем воду. Температура измеряется в градусах Цельсия (°C) или Фаренгейта (°F), или же по абсолютной шкале. На шкале Цельсия точка таяния льда принята за 0°, точка кипения воды — за 100°. Градус Цельсия — одна сотая разности этих двух тем­ператур. В системе Фаренгейта температура таяния льда составляет 32°, а вода кипит при 212°. Разность температур — 180°. Отсчет температур по абсолютной шкале (шкале Кельвина) начинается от точки абсолютного нуля — минус 273° Цельсия. Температуры ниже этой в природе не бывает. У тела, имеющего нулевую температуру, невоз­можно отобрать энергию, Один градус Кельвина (К) равен одному градусу Цельсия(C).

Термометр

Термометр — это прибор для измерения тем­пературы. В одних используется свойство жидкостей расширяться при нагрева­нии, а в других — изменение электрического сопротивления проволоки при изменении температуры. Внутри таких стеклянных термометров заключены ртуть или — для измерения очень низких температур — спирт.

Конвекция

В жидкостях и газах тепло распространяется главным образом путем конвекции.

 Когда жидкость или нагреваются, ближние к источнику тепла слои расширятся, делаются менее плотными и за счет этого поднимаются (см. статью «Твердые тела, жидкости и газы«). Более холодные и плотные слои опускаются к источнику тепла. Поднимающиеся потоки нагретой жидкости или газа называются конвекционными. Конвекционные потоки поддерживают холод внутри холодильника. Холодный воздух из верхней части холодильника опускается, а более теплый поднимается и охлаждается. Все ветры вызваны конверсионными потоками возникающими из-за того, что большая часть энергии Солнца попадает на Землю вблизи экватора. Когда воздух нагревается, он расширяется и поднимается, а взамен к экватору устремляется поток более холодного и плотного воздуха. Так образуется ветер. Птицы, как и планеры, могут парить в воздухе, поскольку их поддерживают конверсионные потоки поднимающегося от Земли теплого воздуха (см. статью «Полет«). Конвекционные потоки выбрасывают из жерла вулкана в атмосферу облака пепла. Пыль, выброшенная в воздух при извержении вулкана Сент Хелен в 1980 г. влияла на климат на планете в течение нескольких лет.

Теплопроводность 

Твердые тела могут проводить тепло. Энергия частиц, расположенные ближе к источнику тепла, возрастает, они начинают колебаться и передают таким образом часть энергии другим частицам. Так тепло распространяется внутри тела. Металлы хорошо проводят тепло – поэтому они быстро нагреваются. Ручки у посуды делаются из дерева или пластмассы, поскольку эти вещества плохо проводят тепло. Металлы хорошие проводники тепла, так как в них есть свободно движущиеся электроны. Они легко переносят энергию. Вещества, плохо проводящие тепло (например, вода, древесина), называют теплоизоляторами. Воздух – хороший теплоизолятор. Шерсть, пенопласт являются хорошими теплоизоляторами, потому что в них содержится много воздуха. Тепловая энергия передается на поверхность кожи лисицы благодаря теплопроводности и рассеивается в воздухе путем конденсации. Жир и перья служат для пингвина изоляторами и помогают телу птицы сохранить тепло.

Излучение

При тепловом излучении тел энергия распространяется в виде так называемых инфракрасных волн. Это один из видов электромагнитных волн. И излучение не связано с движением частиц вещества, по­этому только таким способом энергия может пере­носиться в вакууме, т.е. в пустоте, где никаких веществ нет. Излучение Солнца распространяется со скоростью 300 млн. метров в секунду. До Земли оно доходит примерно за 8 минут. Горячие предметы, например электрические лампочки или нити накаливания также излучают тепло. Темные объекты поглощают тепловое излучение, а светлые его отражают и потому плохо нагреваются. В Антарктике снег отражает 90% солнечных лучей в атмосферу. Поверхность земли прогревается слабо, и воздух остаётся холодным.

Термосы

Термос — это приспособление, позволяющее поддерживать температуру жидкости неизменной. Термос состоит из двух стеклянных сосудов, вставленных один в другой. Между их стенками вакуум, т.е. воздуха там нет. Слой ва­куума делает невозможным передачу тепла путем конвекции или теплопро­водности, а благо­даря очень ярким стенкам сосудов передача энергии излучением сводится к минимуму.

Тепловое расширение

Почти все вещества при нагревании расширяются, так как их частицы колеблют­ся интенсивнее и расталкивают друг друга. Газы и большинство жидкостей расширяются   сильнее, чем твердые тела, потому что их молекулы обладают большей энергией, и им легче разорвать связи, удерживающие их имеете. В жарких лучах сцены стальные струны гитары расширяются, и их приходится часто подтягивать. Разные твердые вещества расширяются и разной степени. Это свойство используется в работе термостатов — устройств, которые включаются и выключаются при изменени­ях температуры. Основной частью термоста­та является биметаллическая лента.

Измерение тепла — видео по физике от Brightstorm

Измерение тепла выполняется в калориях. Одна калория — это количество энергии, необходимое для того, чтобы поднять один грамм воды на один градус Цельсия. Чтобы измерить тепло, нужно разделить изменение температуры образца воды на массу воды.

Измерение тепла, как же нам измерить тепло? Помните, что тепло — это поток энергии от горячего объекта к холодному или от чего-то более горячего к более холодному.Мы можем измерить это тепло с помощью того, что называется калорийностью. Калория — это измерение количества тепла в веществе, и это, по сути, количество энергии, необходимое для поднятия одного грамма воды на один градус Цельсия. массой нагретой им воды.

Давайте рассмотрим пример того, как можно вычислить меру тепла, как можно вычислить калории.Допустим, у нас есть образец пищи, и когда образец пищи сгорает и нагрев поднимает 25 граммов воды с 10 до 85 градусов по Цельсию, сколько калорий было высвобождено этой пищей? И давайте предположим, что мы получили всю энергию от этой пищи для нагрева воды, мы не сильно потеряли окружающую среду и другие места, что вся эта энергия была передана непосредственно воде, хорошо, поэтому мы можем просто установить это вверх. У нас есть изменение температуры в пределах нашей массы воды, хорошо, что, как вы знаете, мы собираемся использовать, затем граммы наших научных единиц, поэтому изменение температуры, наша конечная температура составила 85 градусов по Цельсию, наша начальная температура была, я извините, 10 градусов по Цельсию, и наша масса нашей воды была 25 граммов, хорошо, поэтому если мы разделим полученное, мы получим 75 градусов по Цельсию, это наше изменение температуры, деленное на 25 граммов воды, что будет равно 3 калориям, так что образец пищи произвел 3 Калории и 3 калории — это измерение тепла, которое было передано от пищи в воду, или переданное тепло — измерение тепла.

Что такое тепловая энергия и как ее измерить?

Наука определила множество различных видов энергии, которые можно использовать для разных целей. Люди и многие другие живые существа получают химическую энергию из пищи. В физике под тепловой энергией понимается комбинация кинетической и потенциальной энергии движущегося объекта. Согласно этой концепции, движение включает в себя движение атомов, которое может быть невидимо невооруженным глазом.Однако присутствие тепловой энергии часто очевидно — блок твердого масла, который начинает таять, содержит как кинетическую, так и потенциальную энергию. В некоторых областях термины «тепловая энергия» и «тепло» используются как синонимы. Например, Солнце можно рассматривать как источник тепловой энергии, а также света.

Помимо Солнца, существует множество различных источников тепловой энергии. Автомобильные двигатели, пожары, электрические обогреватели, компостные кучи, теплокровные животные (включая людей) и трение (например,грамм. (если потирать руки друг о друга быстро генерируется тепловая энергия), являются одними из наиболее распространенных примеров. Не все источники тепловой энергии желательны или просты в управлении. В некоторых условиях, например, в вашем доме в зимний день, тепловая энергия — это то, что вам нужно. В других случаях ваш компьютер может пострадать, если он не будет должным образом справляться с нагревом.

Значение тепловой энергии в технике и технике

Понимание того, что такое тепловая энергия, важно во многих различных областях для разработки безопасных и надежных систем, устройств и сред.В области инженерии понимание тепловой энергии позволяет людям понять, как перемещать тепловую энергию между системами. Например, инженерам может потребоваться спроектировать паровую турбину для выработки электроэнергии. В этом случае цель состояла бы в том, чтобы преобразовать тепловую энергию в электрическую с минимальными потерями. В автомобильном дизайне тепловая энергия также представляет собой проблему — процесс сжигания бензина создает большое количество энергии, которая не преобразуется в движение автомобиля или другие полезные функции.Конструкция кондиционеров предполагает использование тепловой энергии и передачу этой энергии (например, из жилой комнаты в доме на улицу) для создания более комфортной среды.

Приведенные выше примеры представляют собой некоторые из очевидных ситуаций, в которых управление тепловой энергией имеет жизненно важное значение. Но знаете ли вы, что тепловая энергия является важной проблемой в компьютерах и электронике? Хотя электроника и компьютеры не предназначены для использования или контроля тепла, они выделяют тепло.Без компенсирующих механизмов современный компьютер откажется и перестанет работать, если накопится слишком много тепловой энергии. По этой причине в большинстве портативных и настольных компьютеров используются радиаторы, вентиляторы и другие технологии для управления тепловой энергией. Проблема управления тепловой энергией — частая проблема, с которой сталкиваются инженеры и проектировщики.

Как это измеряется

В зависимости от контекста существует несколько способов измерения тепловой энергии. Двумя наиболее распространенными единицами измерения этого типа энергии являются джоуль (Дж) и калория (кал).В современной науке джоуль — это единица измерения в системе СИ для всех видов энергии, включая химическую, тепловую и электрическую энергию. Сжигание стандартного барреля нефти (то есть 42 галлона США или 159 литров) генерирует примерно шесть гигаджоулей химической энергии (то есть шесть миллиардов джоулей энергии). Энергетическая ценность пищи также может быть выражена в джоулях, но в пище чаще используется другая единица измерения — калория. В большинстве случаев тепловая энергия измеряется с помощью термометра, обозначенного в градусах Фаренгейта, Цельсия и Кельвина.При необходимости эти единицы можно преобразовать в джоули и калории. Джоуль — это наиболее часто используемая единица измерения энергии, но она используется не повсеместно: британские тепловые единицы (БТЕ) ​​и калории обычно используются в других ситуациях.

Как единица измерения, не входящая в систему СИ, калория не повсеместно используется в науке, но является обычным явлением в некоторых контекстах. В странах, где метрическая система не используется широко, например в Соединенных Штатах, калории являются общепринятой единицей измерения. Одна столовая ложка белого сахара содержит около 15 килокалорий энергии, а одна унция сыра чеддер содержит около 114 килокалорий химической энергии.Хотя энергетическая ценность может быть выражена в калориях, само по себе это измерение не полностью описывает питательную ценность пищи.

В некоторых ситуациях британская тепловая единица (BTU) используется для описания того, как машины и системы управляют теплом. Эквивалент приблизительно 1055 Джоулей, БТЕ чаще всего используется в отношении нагревательных и охлаждающих машин (например, блоков кондиционирования воздуха в домах). Одна БТЕ требуется для повышения температуры одного фунта жидкой воды с 39 F до 40 F.Первоначально разработанные в Соединенном Королевстве в 1956 году, BTU также используются в области производства пара и компаниями природного газа. Энергетические компании, производящие нефть, природный газ и угольные продукты, могут описывать свою энергетическую ценность своих продуктов в единицах BTU, поскольку эти виды топлива обычно создают энергию за счет сжигания, которое создает тепловую энергию.

Эксперименты, которые вы можете провести самостоятельно

Есть много типов экспериментов с тепловой энергией, которые вы можете провести, чтобы узнать больше.Эти примеры помогут вам начать работу — вы также можете спросить у учителей химии или физики дополнительные идеи.

• Тепловая энергия для работы: Как можно использовать тепловую энергию для выполнения такой работы, как повышение температуры в помещении или выработка электроэнергии? Вы можете поэкспериментировать, применив к объекту три различных количества тепла.

• Эксперимент с изоляцией: изоляцию можно использовать для удержания тепла или отвода тепла. Поэкспериментируйте с несколькими разными материалами (например.грамм. дерево, резина и пластик), чтобы сравнить, как они поглощают тепло.

Список литературы

Тепловая энергия — Energy Education

Тепловая энергия объекта — это энергия, содержащаяся в движении и вибрации его молекул. Тепловая энергия измеряется через температуру.

Энергия, содержащаяся в небольших движениях молекул объекта, может быть разбита на комбинацию микроскопической кинетической энергии и потенциальной энергии. Полная энергия объекта равна:

[математика] E_T = E_K + E_P [/ математика]

• [math] E_T [/ math] — это полная энергия в объекте.
• [math] E_K [/ math] — кинетическая энергия объекта.
• [math] E_P [/ math] — потенциальная энергия объекта.

Температура — это прямое измерение тепловой энергии, означающее, что чем горячее объект, тем больше у него тепловой энергии. Тепло — это мера того, сколько тепловой энергии передается между двумя системами.

Механическую энергию легко превратить в тепловую, например, с помощью трения. Также можно превратить тепловую энергию в механическую с помощью теплового двигателя, но при использовании этого метода всегда будет отходить тепло.

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость вещества — это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного килограмма этого вещества на один градус Кельвина (или Цельсия, если вы не в лаборатории).

Скрытое тепло (энтальпия)

Скрытая теплота вещества — это теплота, необходимая объекту для изменения состояния, также называемая фазовым переходом. Вообще говоря, значения скрытой теплоты намного выше, чем значения удельной теплоемкости. Это также называется энтальпией. ^[1]

Лед и вода обладают огромной скрытой теплотой, поэтому снег тает так долго, а вода используется для приготовления пищи. Это также важно для поддержания комфорта на нашей планете и обеспечивает достаточную устойчивость к изменению климата.

PhET: трение увеличивает тепловую энергию

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующее моделирование PhET. Изучите приведенное ниже моделирование, чтобы получить физическое представление о том, как трение может увеличить тепловую энергию и превратить макроскопическое движение в микроскопическое.

Список литературы

1. ↑ Randall Knight, Physics for Scientists and Engineers, 3rd Ed. Нью-Йорк: Пирсон, 2013, гл. 17, стр. 482.

Тепловая энергия — Наука в домашних условиях для детей

Как измеряется тепловая энергия

Тепловая энергия — это полная кинетическая энергия материала. Кинетическая энергия — это энергия движущихся объектов. Пожалуйста, отметьте, что кинетическая энергия не заставляет вещи двигаться, это энергия движущихся вещей.

Тепло — это передача тепловой энергии от одного объекта к другому. Тепло ВСЕГДА передается от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой.

Когда вы дотрагиваетесь до кубика льда, он становится холодным, потому что тепло переходит от ваших теплых пальцев к холодному кубику льда. Обратное верно, когда вы касаетесь чего-то, что имеет более высокую температуру, чем ваши пальцы.

Температура — это мера средней кинетической энергии всех частиц, составляющих объект.

Когда к объекту добавляется тепло, увеличивается средняя кинетическая энергия частиц, поэтому температура объекта повышается. Аналогичным образом, когда объект теряет тепло, средняя кинетическая энергия его частиц уменьшается, а температура объекта понижается.

Следовательно, температура — это мера того, насколько горячий или холодный объект. Если вы окунете пальцы в таз с теплой водой, а затем окунете их в ледяную воду, вы сможете определить, что эта миска с водой имеет более высокую температуру, чем другая.Но вы не можете определить разницу в градусах двух проб воды.

В то время как ваше тело чувствительно к разнице в температуре и холоде предметов, его можно обмануть, используя разные материалы. Например, коврик, лежащий на кафельном полу, имеет такую ​​же температуру, как и пол. Но босым ногам кафельный пол кажется прохладнее, чем коврик. Это потому, что кафельный пол лучше проводит тепло, чем коврик.
Подумай об этом!
1.Тепло легко передается через хорошие проводники.
2. Плохими проводниками тепла называют изоляторы .
3. Ваша кожа становится холодной, когда она теряет тепло.
4. Когда вы стоите на плитке, ваши ноги мерзнут, поэтому тепло от вашей кожи передается на плитку.
5. Когда вы стоите на коврике, ноги не чувствуют холода, поэтому тепло не передается или передается с такой медленной скоростью, что незаметно.
6. Плитка хорошо проводит тепло, а коврик плохо проводит тепло.Таким образом, коврик является изолятором.

Термометр — это прибор, используемый для измерения температуры в определенных градусах. Сегодня используются многие типы термометров. Один тип имеет трубку небольшого диаметра, которая открывается в заполненную жидкостью колбу. Когда-то жидкостью в большинстве термометров была ртуть. Но теперь известно, что ртуть токсична (ядовита), поэтому используются другие жидкости. Сегодня во многих термометрах используется безопасная смесь жидкости и красителя типа растительного масла.

В жидкостном термометре, когда жидкость в колбе нагревается, ее частицы движутся быстрее и отдаляются друг от друга. Нагретая жидкость расширяется вверх по трубке. Обратное происходит при охлаждении жидкости. Частицы движутся медленнее и сближаются, и высота жидкости в трубке падает. Чтобы измерить изменения в жидкости, вдоль трубки нанесена шкала.

Две обычно используемые шкалы термометров: по Фаренгейту, и по Цельсию, .Шкала Фаренгейта названа в честь немецкого ученого Даниэля Габриэля Фаренгейта (1686-1736). Единица измерения температуры по шкале Фаренгейта — градуса по Фаренгейту, ^o F. Шкала Цельсия названа в честь шведского ученого Андерса Цельсия (1701-1744), а единица измерения температуры — градуса Цельсия, ^o . С . Эти весы имеют одинаковые две контрольные точки — точку замерзания и точку кипения воды, но различаются значениями, присвоенными каждой из них. По шкале Фаренгейта вода замерзает при 32 ^o F и закипает при 212 ^o F на уровне моря.По шкале Цельсия, которая используется в большинстве научных исследований, вода замерзает при температуре 100 ^o C и закипает при температуре 100 ^o C на уровне моря.

Действие: жарко или холодно?

Назначение Для демонстрации точности измерения температуры прикосновением.

Материалы
2 ложки одинакового размера, 1 металл, 1 пластик

Процедура
1. Поставьте обе ложки на стол на 5 минут или более.
2. Прижмите дно металлической ложки к щеке.Обратите внимание, насколько горячими или холодными кажутся ложки.
3. Повторите шаг 2, используя пластиковую ложку.

Результаты
Металлическая ложка холоднее пластиковой.

Почему?
Температура металлических и пластиковых ложек одинакова. Металлическая ложка лучше проводит тепло, чем пластиковая. Это означает, что тепло легче проходит через металл, чем через пластик. Когда вы дотрагиваетесь до ложек, от кожи к металлической ложке передается больше тепла, чем от пластиковой.Металлическая ложка кажется более холодной, потому что нервы в вашей коже посылают в мозг сигнал о том, что тепло теряется. Таким образом, вы осведомлены о передаче тепла, а не о фактической температуре ложек.

Упражнение по чтению термометра Цельсия

Связанные

тепла: Меры тепла | Infoplease

Температура — это мера средней поступательной кинетической энергии молекул системы. Тепло обычно выражается в одной из двух единиц: калории, более старая метрическая единица, и британская тепловая единица (БТЕ), английская единица, обычно используемая в Соединенных Штатах.Ученые выражают тепло в джоулях — единице, используемой для всех форм энергии.

Когда к веществу в твердом состоянии добавляется тепло, молекулы вещества приобретают кинетическую энергию, и температура вещества повышается. Количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы массы вещества на один градус, называется удельной теплоемкостью вещества. Из-за способа определения калорий и британских тепловых единиц удельная теплоемкость любого вещества одинакова в любой системе измерения.Например, удельная теплоемкость воды составляет 1 калорию на грамм на градус Цельсия; то есть 1 калория тепла необходима для повышения температуры 1 грамма воды на 1 градус Цельсия; это также 1 британская тепловая единица за фунт на градус Фаренгейта.

Когда твердое вещество достигает определенной температуры, оно превращается в жидкость. Эта температура является особым свойством вещества и называется его температурой плавления. Пока происходит переход твердое тело-жидкость, температура не меняется. Все добавляемое тепло преобразуется во внутреннюю потенциальную энергию, связанную с жидким состоянием.Количество тепла, необходимое для преобразования одной единицы массы вещества из твердого тела в жидкость, называется теплотой плавления или скрытой теплотой плавления вещества. Как и удельная теплоемкость, скрытая теплота также является свойством конкретного вещества. Скрытая теплота плавления при переходе от льда к воде составляет 80 калорий на грамм.

После того, как вещество полностью превратилось из твердого в жидкость, дальнейшее добавление тепла снова вызывает повышение температуры до точки кипения, конкретной температуры, при которой данное вещество переходит из жидкости в газ.Во время перехода жидкость-газ температура остается постоянной, пока изменение не завершится. Теплота испарения или скрытая теплота испарения — это тепло, которое необходимо добавить, чтобы преобразовать одну единицу массы вещества из жидкости в газ.

Колумбийская электронная энциклопедия, 6-е изд. Авторское право © 2012, Columbia University Press. Все права защищены.

Дополнительные статьи в энциклопедии: Physics

Heat Energy Measurements — Math for Trades: Volume 2

Нажмите кнопку воспроизведения на следующем аудиоплеере, чтобы послушать, как вы читаете этот раздел.

Посмотрите на изображение огня слева. Если бы вы описали этот огонь и у вас были бы на выбор три слова «тепло», «температура» и «энергия», какое, по вашему мнению, лучше всего описывает огонь?

Вы могли бы сказать, что все три слова могли описать огонь, и были бы правы. Поскольку все три слова могут использоваться для описания схожей ситуации, это может сбивать с толку. Поскольку в этой главе рассматривается тепловая энергия, вы, возможно, догадались, что мы рассмотрим это с точки зрения тепловой энергии.В следующем разделе мы перейдем к температуре, а пока знаем, что температура является мерой интенсивности тепла. Мы могли бы описать огонь как очень горячий, что указывало бы на высокую интенсивность тепла.

Здесь мы должны получить определение энергии. Я собираюсь сослаться на ВИКИПЕДИЮ для определения:

Энергия: В физике энергия — это количественное свойство, которое должно быть передано объекту для выполнения работы или нагрева объекта.

Спасибо, Википедия!

Есть много форм энергии. В этом разделе мы просто сосредоточимся на тепловой энергии.

Если вы хотите узнать больше о различных формах энергии, перейдите по следующей ссылке: Типы энергии (Солнечные школы)

В последних двух разделах мы начали с метрических, а затем и британских единиц. Что ж, есть только две единицы для каждой, с которыми мы собираемся иметь дело, поэтому мы представим их все сразу, а затем рассмотрим примеры в метрической и британской системе, а затем поработаем между ними.Мы собираемся иметь дело с четырьмя единицами:

Давайте посмотрим на отношения между каждой из единиц.

Обратите внимание, что отсутствует пара эквивалентных чисел, например, количество киловатт в джоулях. Они не включены, так как они либо слишком малы, либо слишком велики, чтобы возиться с ними. Как правило, нам необходимо знать приведенные выше числа.

Следует также отметить, что часто вместо калорий и джоулей мы используем килокалории и килоджоули.Килокалория (ккал) — это 1000 калорий, и требуется 1 килокалория, чтобы повысить температуру 1 килограмма воды на 1 ° C. Как мы узнали ранее, в килограмме 1000 граммов. Следуя логике, тогда потребуется 1 калория, чтобы поднять 1 грамм воды на 1 ° C.

[латекс] \ begin {array} {rcl} \ text {1 килокалория (1000 калорий)} & \ longrightarrow & \ text {поднимает 1 килограмм (1000 граммов) воды на 1 ° C} \\ \ text {1 калория} & \ longrightarrow & \ text {поднимает 1 грамм воды на 1 ° C} \ end {array} [/ latex]

Та же самая логика следует для джоуля.Один килоджоуль равен 1000 джоулей. Если мы свяжем это с повышением температуры воды, мы увидим, что для повышения температуры 1 грамма воды на 0,24 ° C требуется 1 джоуль. Следуя той же логике, что и для калорий и килокалорий, потребуется 1 килоджоуль, чтобы поднять 1 килограмм воды на 0,24 ° C.

[латекс] \ begin {array} {rcl} \ text {1 килоджоуль (1000 джоулей)} & \ longrightarrow & \ text {поднимает 1 килограмм (1000 граммов) воды на 0,24 ° C} \\ \ text {1 джоуль} & \ longrightarrow & \ text {поднимает 1 грамм воды на 0.24 ° C} \ end {array} [/ latex]

Мы можем пойти немного дальше и поговорить о тепловой энергии в британской тепловой установке. Тепловой энергии в одной БТЕ достаточно, чтобы поднять фунт воды на 1 градус по Фаренгейту. Обычно это количество тепловой энергии в матче.

Помните, что вы можете получить любое другое число, которое вам нужно, из приведенных номеров преобразования. Это единственное число, которое вам нужно запомнить.

Давайте рассмотрим несколько примеров вопросов, чтобы понять, где мы находимся.

Сколько джоулей (Дж) содержится в 14 британских тепловых единицах (BTU)?

Шаг 1: Найдите число, которое переводит джоули в британские термические единицы. Имейте в виду, что мы перейдем от BTU к джоулям.

В этом случае мы знаем, что 1 BTU = 1055 джоулей

Шаг 2: Как обычно, построить коэффициент.

[латекс] \ Large \ dfrac {\ text {1 BTU}} {\ text {14 BTU’s}} = \ dfrac {\ text {1055 джоулей}} {\ text {X джоулей}} [/ латекс]

Шаг 3: Перекрестное умножение.

[латекс] \ Large \ begin {array} {c} \ dfrac {\ text {1 BTU}} {\ text {14 BTU’s}} = \ dfrac {\ text {1055 джоулей}} {\ text {X джоулей} } \\ 1 \ times \ text {X} = 14 \ times 1055 \\ \ text {X} = 14 470 \\ \ text {Answer} = 14 470 \ text {джоулей} \ end {array} [/ latex]

Сколько киловатт (кВт) содержится в 1 495 276 калориях (кал)?

Шаг 1: Найдите число, которое переводится между киловаттами и калориями.

В этом случае мы знаем, что 1 киловатт равен 860 421 калории.Обратите внимание, что мы переходим от калорий к киловаттам, и у нас нет количества киловатт в одной калории. Что у нас есть, так это количество, которое нужно перейти от киловатт к калориям. Мы знаем, что 1 киловатт = 860 421 калория.

Шаг 2: Постройте соотношение, используя имеющееся у нас число.

[латекс] \ Large \ dfrac {\ text {1 кВт}} {\ text {X кВт}} = \ dfrac {\ text {860 421 кал}} {\ text {1,495 276 кал}} [/ латекс]

Что вы здесь заметите, так это то, что когда вы дойдете до стадии, на которой вы пересекаете умножение, уравнение перестает быть таким приятным и легким для работы, как это было до сих пор.Мы не получаем «1 x X». Здесь нам нужно манипулировать уравнением, чтобы найти X. Это немного выходит за рамки того, через что мы прошли до сих пор, но вы найдете полное объяснение в следующей главе. Сказав все это, давайте рассмотрим движения, чтобы решить уравнение.

Шаг 3: Перекрестное умножение

[латекс] \ Large \ begin {array} {c} \ dfrac {\ text {1 кВт}} {\ text {X kW}} = \ dfrac {\ text {860 421 кал}} {\ text {1,495 276 кал} } \\ 1 \ times 1,495,276 = \ text {X} \ times 860,421 \\ \ text {X} = \ dfrac {1,495,276} {860,421} = 1.738 \\ \ text {Ответ} = 1,738 \ text {кВт} \ end {array} [/ latex]

А теперь задайте себе вопрос

Попробуйте задать себе практический вопрос и посмотрите видеоответ, чтобы узнать, как вы справились. Обязательно следуйте инструкциям, описанным выше, и подумайте, должен ли ваш ответ быть большим или меньшим.

Амир и Парвиз устанавливают котел. Котел рассчитан на 110 кВт. Билет на газовую установку позволяет им устанавливать и запускать приборы производительностью до 400 000 БТЕ в час.Разрешено ли им зажигать это устройство?

Какие инструменты используются для измерения тепла?

Термометр — старейший прибор для измерения тепла в мире, созданный еще в 1600-х годах. Сегодня различные виды термометров могут измерять все, от температуры наружного воздуха до температуры приготовленного мяса. Другие инструменты могут измерять температуру всего здания или даже количество энергии в пище, производя тепловые реакции.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Различные инструменты могут измерять тепло для разных целей.Термографы создают изображения тепла с помощью инфракрасного света. Эти изображения могут точно определить горячие и холодные участки людей, зданий и т. Д. Термометры могут измерять разные температуры. Калориметры могут измерять количество калорий, содержащихся в пище, путем измерения тепла, выделяемого пищей.

••• тепловое изображение руки Адриана Хиллмана с Fotolia.com

Измерение тепла с помощью термографов

В отличие от термометра, термограф не просто выдает число, объясняющее тепло, которое он измеряет.Термографы используют встроенные инфракрасные камеры для получения изображений тепла. Поскольку инфракрасный свет, производимый объектом или организмом, прямо пропорционален его температуре, цвета, присутствующие на инфракрасном изображении, могут точно передать полное температурное «сканирование» любого изображения, которое они захватывают. Изображения, полученные с помощью термографов, отображаются в подробных цветах или в черно-белом цвете. В любом случае более светлые части изображения указывают на более высокую температуру, чем более темные части.

Термографы различаются по размеру и форме, в зависимости от того, какой вид работы они должны выполнять.Термография, или практика использования термографов для измерения тепла, может измерять температуру тела субъектов, проходящих медицинские испытания. Он даже может определить самые сквозные части здания, указав, какие из них самые холодные. Министерство энергетики США предлагает домовладельцам из США показания термографии, чтобы помочь им утеплить свои дома более эффективно.

Измерение тепла с помощью термометров

Первые термометры, изобретенные много веков назад, содержали спирт, заключенный в стеклянную оболочку, для измерения температуры воздуха.Ртуть заменила спирт, потому что она быстро расширяется и сжимается в зависимости от температуры. Сегодня цифровые термометры, которые используют экраны и цифровые дисплеи для отображения температуры, могут измерять тепло в различных ситуациях.

Медицинские термометры позволяют измерять температуру тела. Самый распространенный тип медицинского термометра входит в ухо и остается там до тех пор, пока термометр не покажет показания. Эти термометры измеряют инфракрасную энергию возле барабанной перепонки человека. Однако, в отличие от термографа, вы не получаете изображения.Вместо этого температура отображается в виде чисел на маленьком экране.

Термометры для мяса, используемые для измерения температуры готовящегося мяса, содержат компоненты, пригодные для использования в духовке, что позволяет им выдерживать высокие температуры. Электрический ток проходит через металлический наконечник термометра для мяса, а микрочип отслеживает ток. Чем больше нагревается металлический наконечник, тем труднее течь ток. Микрочип отслеживает эти изменения в сопротивлении току и преобразует эту информацию в считываемую температуру.

Измерение тепла калориметрами

Большинство упакованных продуктов, продаваемых в магазинах США, должны указывать калорийность продуктов на этикетках. Калории — это единицы тепла. Одна калория описывает количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 литра воды на 1 градус Цельсия. Чтобы определить количество калорий в пище, вы можете использовать прибор, называемый калориметром.

Сначала вы кладете около 1 грамма пищи в герметичный металлический контейнер, который находится внутри калориметра. Вы заполняете оставшуюся часть калориметра водой и закрываете ее.Пища внутри металлического контейнера воспламеняется от хлопковой нити, торчащей из калориметра.