Превращение различных видов энергии в тепло

ПРЕВРАЩЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛО [c.56]

Термодинамика изучает законы превращения различных видов энергии в тепло (и наоборот - тепла в другие виды энергии), а также особенности физических процессов, сопровождающих эти превращения. Как самостоятельная наука термодинамика начала складываться в начале XIX века, хотя многие принципиальные ее положения были открыты и сформулированы еще ранее в рамках общефизической теории. Среди основоположников и ученых, внесших наибольший вклад в развитие термодинамики, мы встречаем известные имена М. В. Ломоносова, который в работе "Размышления о причинах тепла и холода" (1744 г.) предложил единую теорию теплоты и строения вещества, сформулировав законы сохранения массы и энергии, Д. Джоуля, В. Томсона, Р. Клаузиуса, С. Карно, Г. Гесса, Л. Больцмана, В. Гиббса, М. П. [c.5]

Законы трения при резании весьма сложны, ибо здесь в зависимости от режима работы инструмента могут быть резко различные по своей природе виды трения внутреннее, если превращение механических видов энергии в тепло происходит во всех точках некоторого объема (даже если он при наличии смазки имеет малую толщину), и внешнее, когда развитие тепла происходит только вдоль поверхности двух тел, где имеет место процесс скольжения. [c.12]

Для сварочного нагрева можно использовать превращения различных видов энергии в тепловую, в частности, химическую (реакции, идущие с выделением тепла), электрическую и механическую, а также их комбинации. [c.86]

Устройства, служащие для превращения различных видов энергии, кроме тепла, в электрическую энергию, называют прямыми преобразователями энергии, [c.25]

Техническая термодинамика изучает законы взаимного преобразования тепла и работы в тепловых машинах, а в настоящее время — широкий круг взаимных превращений многих видов энергии с точки зрения применения этих превращений в технике и достижения наибольшей полезной работы в различных тепловых машинах. [c.5]

Печь может быть определена как устройство, в котором происходит образование тепла из какого-либо вида энергии и передача его нагреваемому материалу. Нагрев материала преследует различные технологические цели плавление, термическую обработку, нагрев перед обработкой давлением, сушку и т. д., но во всех случаях главными процессами, определяющими конструкцию и работу печей различного технологического назначения, являются превращение энергии в тепло и передача тепла материалу. Исключительно большое многообразие применяющихся в промышленности печей вызывает необходимость их классификации. В основу классификации должен быть положен процесс или признак, наиболее существенно определяющий работу и конструкцию печи. [c.195]

Основные источники тепла нагревают металл под сварку или огневую резку. Вспомогательные источники, здесь не рассматриваемые, используются для предварительного, сопутствующего или последующего подогрева металла, например, для того чтобы улучшить структуру, уменьшить напряжения, предотвратить образование трещин и т. д. Тепло для нагрева получают за счет превращения в тепловую различных видов энергии электрической, химической, механической, лучистой, атомной и т. д. [c.57]

Закон сохранения энергии ничего не говорит об особенностях тепла, поэтому полное превращение термической энергии в тепло ему не противоречит. Именно это натолкнуло многих изобретателей на мысль сконструировать машину, способную производить работу на основе возможно более полного превращения термической энергии. Например, на корабле такая машина могла бы работать следующим образом она отбирала бы от воды термическую энергию в виде тепла, несколько охлаждая при этом воду. При помощи судового двигателя эта энергия превращалась бы в механическую работу, при этом тепло, выделяемое в результате трения различных частей двигателя снова бы передавалось воде, слегка ее нагревая. Круговой процесс повторялся бы на протяжении всего движения судна, обеспечивая это движение. [c.60]

Реальные тела никогда не бывают совершенно упругими, так что при распространении в них возмущений часть механической энергии превращается в тепло несколько различных механизмов этих превращений объединены общим названием — внутреннее трение. При прохождении в теле цикла напряжений обнаруживается, вообще говоря, петля гистерезиса кривая напряжение — деформация для возрастающих напряжений не повторяется точно ее нисходящей ветвью. Даже в том случае, когда влияние этого эффекта незначительно при статическом нагружении, оно может быть существенным фактором затухания упругих волн, так как при прохождении импульса давления через материал каждый слой поочередно проходит через такой цикл, а для синусоидальных колебаний число циклов гистерезиса зависит от частоты и может достигать порядка миллионов в секунду. Градиенты скорости, создаваемые волной напряжения, приводят ко второму виду потерь, связанному с вязкостью материала. Природа затухания различна для этих двух типов внутреннего трения, и экспериментальные данные показывают, что оба типа имеют место. [c.8]

Ранее уже говорилось, что в уравнении энергии под теплоподводом можно понимать не только приток тепла извне (например, путем теплопередачи через стенки трубы), но и — при соответствующем определении внутренней энергии—тепловыделение внутри газа вследствие превращения некоторых видов внутренней энергии (химической, ядерной) в тепловую. На практике нагрев воздуха при движении его в технических устройствах, имеющих схематически вид труб, часто производится путем предварительного образования горючей смеси при добавлении к воздуху различных топлив, главным образом углеводородных (бензин, керосин, природный газ и т. п.), и последующего сгорания этой смеси. При этом к воздушному потоку подводится масса, обладающая некоторым полным теплосодержанием и—в общем случае—импульсом в направлении оси трубы. При необходимости такой подвод массы можно учесть в расчетах течения. Однако во многих реальных случаях масса подводимого топлива, его импульс и теплосодержание (та его часть, которая учитывает только [c.101]

КПД различных процессов или установок, где происходит превращение энергии, сильно отличаются друг от друга. Как правило, с наибольшим КПД происходит превращение в тепло. Механическая, электрическая, химическая и другие виды энергии практически могут быть на 100% превращены в тепло. КПД при превращении механической энергии в электрическую на гидроэлектростанциях достаточно высок 90-95%. Хороший КПД мы имеем также при непосредственном (минуя стадию тепла) превращении химической энергии в электрическую в гальванических элементах. Одиако в настоящее время в связи с техническими трудностями гальванические элементы не могут использоваться для получения электроэнергии в больших количествах. [c.29]

Энергия поглощенного света не всегда приводит к химической реакции. Это связано с тем, что она, перейдя во внутреннюю энергию возбуждения молекулы, может претерпеть в дальнейшем ряд различных превращений — в результате люминесценции излучаться обратно частично или полностью, рассеиваться в виде тепла путем соударений поглощающих молекул друг с другом и с молекулами растворителя. О том, что энергия не остается надолго в поглощающей молекуле, свидетельствует тот факт, что цвет большинства веществ не изменяется во время освещения. Это означает, что возбужденные молекулы довольно быстро возвращаются в основное состояние, в котором они опять могут поглощать свет тех же длин волн, что и до освещения. [c.355]

Закон сохранения и превращения энергии является фундаментальным законом природы, имеющим всеобщий характер. Этот закон гласит энергия не исчезает и не возникает вновь, она лишь переходит из одного вида в другой е различных физических и химических процессах. Иными словами, для любой изолированной системы (т. е. такой термодинамической системы, которая не обменивается с окружающей средой ни теплом, ни работой, ни веществом) количество энергии, заключенное в этой системе, сохраняется неизменным. [c.27]

Следует заметить, что горизонтальную прямую 1-2 можно рассматривать как линию процесса дросселирования лишь в идеальном случае (когда местное сопротивление выполнено в виде пористой пробки), да и то лишь условно, поскольку в принципе графическому изображению поддаются лишь обратимые процессы и фактически линия 1-2 изображает не дросселирование, а обратимое изотермическое расширение газа. Легко видеть, что эти два процесса, изображающиеся одной и той же линией, в принципе совершенно различны в изотермическом процессе площадь I-2-3-4-I, лежащая под линией процесса, представляет собой внешнее тепло, за счет которого и совершается работа расширения газа в процессе же дросселирования эта площадь представляет собой внутреннее тепло, получаемое газом за счет превращения в тепловую энергию работы расширения, полностью затрачиваемой на вихреобразование. [c.168]

Веб возможные виды энергетического взаимодействия между телами сводятся лишь к передаче тепла и работы. Теплообмен и передача работы являются единственными видами передачи энергии. Поэтому не имеет смысла говорить, что тело обладает каким-то запасом тепла или работы. Можно лишь говорить, что к телу. подведено (или от тела отнято) определенное количество тепла или работы. Различие между теплом и работой состоит не только в том, что они являются различными формами передачи энергии, но в принципиальной особенности работы как формы энергетического взаимодействия тел в условиях обратимого течения явлений все виды работы допускают возможность полных взаимных превращений. [c.36]

Второе начало термодинамики определяет направление, в котором происходит в действительности переход тепла между телами разной температуры, а также и другие реальные макроскопические процессы. Оно выражается совокупностью положений, обобщающих данные опыта в системах типа нашей Земли и относящихся как к состояниям равновесия систем, так и к происходящим в них процессам. Многообразие взаимных переходов энергии из одного вида в другие, в частности процессов превращения теплоты в работу и различные аспекты, в которых эти процессы могут рассматриваться, обусловливает наличие следующих нескольких формулировок второго начала термодинамики, которые, понятно, эквивалентны. [c.20]

После крушения теории теплорода теплота окончательно рассматривается как энергия движения составляющих тело материальных частиц (атомов, молекул). Но между теплотой и механической энергией вскоре обнаружились принципиальные отличия. Например, при торможении автомобиля его тормозные колодки нагреваются, но обратный процесс абсолютно невозможен — сколько бы мы ни нагревали колодки, автомобиль все равно останется на месте. Закон сохранения и превращения энергии, раскрывая количественную сторону превращений энергии, ничего не говорит о принцигшальных качественных отличиях между ее различными формами. Можно указать на другие принципиальные особенности тепловых явлений. Одним из самых очевидных наблюдений является то, что при различных видах работы часть энергии выделяется в виде теплоты. В природе существует тенденция к необратимому превращению различных видов энергии в теплоту, поскольку обратное превращение тепла в работу, за исключением изотермических процессов, невозможно. Другой, не менее очевидной особенностью тепловых явлений является то, что нагретые тела всегда стремятся прийти в равновесие с окружающей средой. Но и в этих процессах передачи теплоты существует односторонность, которую Р. Клаузиус сформулировал в качестве тепловой аксиомы Теплота не может сама собой переходить от тела холодного к телу горячему . Значение этого положения оказалось настолько важным, что его стали рассматривать как одну из формулировок второго начала термодинамики. Л. Больцман писал Наряду с общим принципом (законом сохранения и превра]цения энергии. — О. С.) механическая теория тепла установила второй, малоутешительным образом ограничивающий первый, так называемый второй закон механической теории тепла. Это положение формулируется следующим образом работа может без всяких ограничений превращаться в теплоту обратное превращение тепла в работу или совсем невозможно, или возможно лишь отчасти. Если и в этой формулировке второй принцип является неприятным дополнением к первому, то благодаря своим последствиям он становится гораздо фатальнее . [c.79]

Цель этой работы - рассмотреть важные для практики свойства тепла, солнечной, ветряной, гидро-, химической и электрической энергий, их взаимосвязь, а также превращение различных видов энергий в полезную работу. Довольно подробно описываются методы получения НВИЭ, преимущества и недостатки каждого вида энергий. Обо всех этих проблемах в строго научной, но вместе с тем простой и доступной форме излагается в работе. . " [c.4]

Простые соображения убедят нас в справедливости этого вывода. Тенденция к превращению различных видов эергии в теплоту, невозможность полного обратного превращения тепла в полезную работу, установление теплового равновесия между нагретыми телами — все это в совокупности приводит к представлению о том, что в некотором отдаленном будущем все виды энергии обратятся в теплоту, которая равномерно распределится между объектами. Наступит состояние тепловой смерти , когда, несмотря на обилие энергии, нельзя заставить ее работать . Изучение тепловых явлений привело к выводам, со-впадаюшдм с религиозными представлениями о конце света . Физические исследования сомкнулись с философией, вопрос [c.80]

По видам излучения И. с. разделяются на два класса 1) И. с. температурного, или калорического, излучения, в к-рых излучение света есть следствие нагревания светящегося тела до высокой темп-ры. В зависимости от рода излучающего тела этот класс И. с. может быть разделен на 3 группы а) И. с. черного излучения, б) И. с. серого излучения, в) И. с. избирательного (или селективного) излучения. Основой теории излучения И. с. этого класса являются законы излучения черного тела (законы Планка, Вина и закон Стефана-Больцмана, см. Излучение) и общим законом для всех трех групп, объединяющим излучения нечерных тел с черным излучением, — закон Кирхгофа. 2) И. с. люминесцирующего излучения, работающие на принципе одного из видов люминесценции, процесса, связанного с излучением света путем возбуждения атомов за счет какого-либо вида энергии, непосредственно воздействующего на вещество. Из различных видов люминесценции в И. с., используемых на практике, наиболее применима электролюминесценция (светящийся разряд в газах) кроме того в природе встречаются явления, связанные с хемилюминесценцией, или выделением лучистой энергии ва счет энергии химич. превращений (свечение медленного окисления — свечение живых организмов). Класс люминесцирующих И. с. является по преимуще ству классом И. с. холодно I о свечения. Повышение темп-ры, имеющее место при работе подобных И. с., служит побочным фактором, не участвующим активно п процессе излучения радиаций. В нек-рых случаях однако наряду с процессом люминесценции зыделение тепла при работе И. с. достигает таких размеров, что излучение может иметь смешанный характер к подобным И. с. например м. б. отнесены лампы с вольтовой дугой (см.), обладающие лю-минесцирующим свечением дуги и темп-рным излучением раскаленных электродов теория люминесцирующего свечения тесно связана с теорией строения атома и теорией спектров. Электролюминесцирующие И. с. могут быть разделены на группы в зависимости от рода газового разряда (дуговой, тлеющий, без-электродный) и в зависимости от характера излучающей среды (пары металлов, перманентный газ). [c.242]

Переход одного вида энергии в другой может совершаться различными способами. Если не принимать во внимание технических несовершенств, то можно сказать, что из определенного количества энергии одного вида всегда возникает (в случае полного превращения) вполне определенное количество другого вида энергии независимо от того, каким способом и с помощью какого устройства совершено это превращение. Так например, из 1кГм механической работы всегда возникает 2,34 кал и из 1 кВтч электрической энергии - всегда 860 ккал тепла (если при этом не возникают другие формы-энергии). Когда в процессе превращения образуются несколько видов энергии, нужно учитывать сумму энергий всех видов, выраженных в одинаковых единицах. Исходя из этого, сделаем вывод, что закон превращения энергии является составной частью закона [c.27]

Согласно первому началу термодинамики, различные виды энергии могут переходить друг в друга в определеннь1х количественных соотношениях. Так,например, если превращение будет полным, т.е. без возникновения других видов энергии, из 1 кгм механической работы возникает 2,34 кал тепла. Однако закон сохранения энергии ничего не говорит о том, любой ли вид энергии может превращаться в другой и в каком на- [c.59]

Всесторонний анализ различных энергетических процессов приводит к заключению, что для превращения видов энергии необходимо выполнить по крайней мере два условия 1) соблюсти должный уровень концентрации энергии и 2) подобрать рабочее тело определенных свойств. Например, из-за низкой концентрации нельзя превратить тепло дымовых газов печей в ядерную энергию— получить ядерные топлива. Из за неподходяп их свойств диэлектрика, сколько бы ни пересекать им силовые шнки магнитного поля, механическая -нергия этого движения не превратится в электрическую — для этого нужен проводник [c.136]

Прогресс науки и техники открывает дорогу новым методам получения электроэнергии, которые в перспективе, вероятно, позволят вообще исключить тепловые двигатели как ненужное звено в процессах преобразования различных видов потенциальной энергии в электричество. Однако в ближайщее время все способы получения больших электрических мощностей еще будут в той или иной степени связаны с использованием турбомашин либо для перемещения газожидкостных потоков, либо для превращения в механическую работу энергии, выделивщейся в виде тепла. При этом в ряде случаев создаются условия для успешного применения комбинированных паровых и газовых циклов. [c.60]

Тепловое излучение—щотсс. переноса тепла в виде электромагнитных волн. На поверхности тела его внутренняя энергия превращается в энергию электромагнитных волн различной длины, распространяющихся в пространстве со скоростью света. Распространяющиеся в в пространстве электромагнитные волны могут погло-[цаться другими телами, превращаясь при этом во внутреннюю энергию этих тел. Теплообмен излучением — это процесс превращения внутренней энергии тел в энергию, излучения, переноса излучения и его поглощения телом. [c.146]

Только в конце ХУШ века обратили внимание на то, что механическая работа может превращаться в тепло. Например, при рассверлении стволов пушек выделяется тепло. В середине XIX века на основании различных наблюдений было установлено, что тепло есть одна из форм энергии, а не какая-то особая жидкость следовательно, закон сохранения и превращения энергии справедлив и для тепла другие виды энергии могут превращаться в тепло и наоборот тепло не может ни возникнуть из ничего, ни исчезнуть бесследно. [c.54]

Однако обратный процесс - самопроизвольное превращение тепла в какую-либо другую форму энергии - не происходит. Превращение тепла в полезную для нас работу требует применения весьма сложных машин, которые сами должны получать энергию от какого-либо другого источника. Таким образом, теагао с полным правом можно считать одним из видов энергии, способных к различным превращениям. Но вместе с тем [c.54]

Взрывные способы возбуждения возмущений. Возмущения в деформируемом теле можно вызвать с помощью взрывчатых веществ (В. В.). Как известно, взрывчатым веществом называют вещество, способное под влиянием внешних воздействий (тепла, давления, механического удара) за короткий промежуток времени полностью или частично превращаться в другие, более устойчивые вещества (больщей частью газообразные). Процесс превращения одного вещества в другие называется взрывом, а образующиеся при этом газообразные вещества — продуктами взрыва. Взрывчатые вещества могут быть детонирующими (характеризуются высокой скоростью реакции и высоким давлением) и воспламеняющимися (характеризуются медленным сгоранием и более низким давлением). Больший интерес представляют детонирующие В. В., находящиеся, как правило, в твердом состоянии и обладающие свойствами упругости, вязкости и пластичности. Сравнительная оценка взрывчатых веществ проводится по фугасному и бризантному действиям. Фугасным действием называется способность В. В. производить разрушающее взрывное воздействие, оно зависит от скоростей расширяющихся газов в области взрыва. Бризантность является мерой дробящего воздействия В. В. Возбуждение взрыва во взрывчатом веществе вызывается каким-либо внешним воздействием и может быть реализовано в одной или нескольких точках с помощью различных детонаторов. Детонация — процесс химического превращения В. В., распространяющийся в виде детонационной волны с большой постоянной скоростью В, измеряемой в тыс. м/с и зависящей от ряда факторов [47, 38]. Процесс взрыва сопровождается высокими давлением и температурой, обладает энергией, освободившейся при химическом превращении В. В. и способной соверщить механическую работу при расширении продуктов взрыва со скоростью [c.14]

Аллотропия металлов. Аллотропией, или полиморфизмом, называют способность металла в твердом состоянии иметь различные кристаллические формы. Процесс перехода из одной кристаллической формы в другую называют аллотропическим превращением. При нагреве чистого металла такое превращение сопровождается поглощением тепла и происходит при постоянной температуре, что связано с необходимостью затраты определенной энергии на перестройку кристаллической решетки. Аллотропические превращения имеют многие металлы железо, олово, титан и др. Например, железо в интервале температур 911-1392 С имеет гране цен-трированную кубическую решетку (ГКЦ) у-Ре рис.7). В интервалах до 91 Г С и от 1392 до 1539"С железо имеет объемно-центрированную кубическую решетку (ОЦК) — а-Ре. Аллотропические формы металла обозначаются буквами а, (3, у и т. д. Существующая при самой низкой температуре аллотропическая форма металла обозначается через букву а, которая в виде индекса добавляется к символу химического элемента металла и т. д. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...