Исследование теории и задач по теме «Тепловые явления»
жүктеу/скачать 1.41 Mb.
|
| Четвертый механизм – связан поглощением или выделением теплоты в процессе испарения / конденсации вещества (иногда используют термин = сублимация, имея в виду и тот и другой процесс, если конденсированное состояние – твёрдое). Этот механизм, так же, как и механизм конвекции связан с переносом самого вещества в пространстве. Эффективность этого механизма обусловлена большой теплотой парообразования. Мощность тепловых потерь тела при испарении вещества с его поверхности считается так:
Здесь L – это удельная (например, на единицу количества вещества = моль) теплота парообразования, M – масса вещества, испарившегося за время t, а μ – его молярная масса. Если вещество не испаряется с поверхности тела, а наоборот конденсируется на поверхности, то тело не теряет, а получает тепловую энергию. Подробно причины выделения или поглощения теплоты в процессе сублимации обсуждаются в следующих разделах. Среди всех механизмов теплопередачи, работающих в атмосфере Земли и определяющих погоду и климат в том или ином месте на Земле, самым важным является именно механизм испарения и конденсации. Дело в том, что вода, которая участвует в тепловых процессах в атмосфере и на границе воздуха и поверхности Земли (поверхности морей и океанов и влажной поверхности суши), имеет большую удельную теплоту парообразования: L ≈ 40×103 Дж/моль (при 20ºС). Получив теплоту при испарении, вода (возможно) через большой промежуток времени уже в воздухе конденсируется и передает ему теплоту, а сама выпадает на поверхность в виде осадков. Это обеспечивает прогрев атмосферы (и поверхности Земли) в местах, которые удалены от места, где вода получала теплоту, на значительные расстояния. Если испарение молекул вещества происходит не в вакуум, а в среду, находящуюся под давлением Р, и при испарении объём вещества увеличивается, то появившийся пар при расширении совершает работу A против сил внешнего давления и при этом температура вещества (и его конденсированной, и его парообразной части) остаётся неизменной. A = PΔV. Здесь ΔV – это изменение объёма вещества при переходе из конденсированного состояния в пар. В справочники попадают данные о теплоте парообразования, в которую включена и эта работа расширяющихся паров. Здесь ΔU – это изменение внутренней энергии вещества, связанное с изменением его агрегатного состояния. Конечно, в большинстве случаев, встречающихся на практике, «работают» одновременно несколько механизмов теплопередачи (или все сразу). Причем иногда нельзя выделить один, как самый главный, потому что вклады разных механизмов могут иметь одинаковый порядок величины. жүктеу/скачать 1.41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|