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      行業(yè)新聞
      熱的基本知識
      時(shí)間:2023-04-24

      一、熱量的概念

      熱量是宇宙中能量的一種,它表示物體吸收或放熱多少的物理量。也叫熱能,常用Q表示。宇宙中的能量還有:原子能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、各種化學(xué)能、勢能,動(dòng)能等。

      二、熱量的主要作用

      1、可使物體溫度發(fā)生變化。物體吸收熱量后,溫度升高;放出熱量后,溫度降低。

      2、可使物體的狀態(tài)發(fā)生變化。如:水吸收熱量后,可變成氣態(tài)的水蒸氣;水放出熱量后,可變成固態(tài)的冰。

      3、可使物體的體積發(fā)生變化。如:鋼管和鐵軌受熱后,可伸長(cháng);供熱系統里的水受熱后,體積會(huì )膨脹。

      三、熱量的種類(lèi)

      熱量有兩種形式存在于物體中,一種是顯熱,一種是潛熱,他們的特點(diǎn)是:

      1、顯熱:是使物體溫度發(fā)生變化時(shí)的熱量。即,可通過(guò)溫度高、低顯示出的熱量叫顯熱。如水由70℃變成90℃時(shí)所吸收的熱量為顯熱。

      2、潛熱:只使物體的狀態(tài)發(fā)生變化,而溫度不發(fā)生變化的那部分熱量稱(chēng)為潛熱。如水在一個(gè)標準大氣壓下被加熱到100℃后,再繼續加熱,水就會(huì )變成100℃的水蒸汽。這時(shí)增加的熱量并沒(méi)有使水溫繼續升高,只是使一部分水變成了同溫度的水蒸汽。這些增加的熱量,就作為潛熱存在于水蒸氣的分子中了。

          同理,0℃的冰吸收了熱量后,變成了0℃的水,水分子的溫度也沒(méi)有升高,只是把水從固體狀態(tài)的冰的,變成了液體狀態(tài)的水。這部分增加的熱量,是以冰的融化潛熱形式存在于水的分子中。

          以上兩種熱量,分別稱(chēng)為水的氣化潛熱和冰的融化潛熱。

      四、熱量的單位及換算

      1、工程單位制:

         工程中為了計算熱量得多、少,采用物理學(xué)家"卡路里"的名字,作為計量單位的方式,稱(chēng)工程單位制——【卡】;或【千卡】。

         計量工程中是這樣規定的:把1公斤(kg)的純水,在1個(gè)標準大氣壓的條件下,由攝氏19.5℃加熱到20.5℃所吸收的熱量,作為1000卡路里(1000cal),通常簡(jiǎn)稱(chēng)1大卡(1kcal)。

      2、國際單位制:

         國際上還以物理學(xué)家"焦耳"的名字【J】或【kJ】作為熱量的計量單位,稱(chēng)為熱量的國際單位制。它與工程單位制的換算是:

      1焦耳(J)=0.24卡路里(cal);

      1卡路里(cal)=4.186焦耳(J);1大卡(kcal)=4.186千焦(kJ);

      3、以電功率表示的熱量計量:

       1千瓦時(shí)(kwh)=860大卡(kcaI);1兆瓦時(shí)(Mwh)=0.86百萬(wàn)大卡(Gcal);

      4、以噸飽和蒸汽表示的熱量計量:

        1噸飽和蒸汽(T)=0.6百萬(wàn)大卡(Gcal)=0.7兆瓦時(shí)(Mwh)=2.5吉焦(GJ)

        1吉焦(GJ)=0.24百萬(wàn)大卡(Gcal)=0.278兆瓦時(shí)(MWh)=0.4噸蒸汽(T)




      說(shuō)明: 批注 2020-06-16 171803


      五、物質(zhì)的比熱和顯熱計算

          各種物質(zhì)在溫度升高或降低時(shí),吸收或放出的熱量是不同的。為了計算物體在熱力過(guò)程中吸收或放出熱量的大小,工程中采用了"比熱"這個(gè)物理量。

      1、比熱定義:

      單位物理量的某種物質(zhì),溫度升高或降低1℃時(shí)所吸收或放出的熱量。稱(chēng)作這種物質(zhì)的比熱。用C表示。比熱的單位:大卡/公斤.攝氏度,kcal/kg.℃)。

      在供熱工程中,我們常用的是"水的重量比熱"。

      即:1公斤重量的水,在溫度升高或降低1℃時(shí),所吸收或放出的熱量。由前可知,水的重量比熱為C =1千卡/攝氏度.公斤。

         對于同樣重量的兩種物質(zhì),在溫度變化相同時(shí),比熱大的物體吸收的熱量就多。

      2、常用幾種物質(zhì)在常溫下的重量比熱:

      鐵:0.11; 冰:0.49-0.5; 銅:0.09; 酒精:0.6 ; 玻璃:0.15

      煤油:0.43 空氣:0.24 水蒸氣:0.47

      由此可見(jiàn),水的比熱******。因此,一般散熱介質(zhì)都用水。嚴格地說(shuō),比熱不是常數,與物體所處的溫度有關(guān),因變化很小而忽略不計。

      3、氣體的比熱:

      氣體物質(zhì)的比熱跟固體、液體的比熱定義稍有不同,它可分為定容比熱和定壓比熱兩種。

      (1)定容比熱:在氣體的體積保持不變的條件下,使每公斤氣體溫度升高1度所 需要的熱量,用Cv表示。

      (2)定壓重量比熱:在氣體壓強保持不變的條件下,使每公斤氣體溫度升高1度所需要的熱量,用Cp表示。

      (3)各種氣體的定壓比熱一定要定容比熱大,因為氣體在壓力保持不變的情況下加熱時(shí),體積一定要增加,增加的體積要向外做功,做功即消耗一部分能量。一般Cp=1.4Cv.

      (4)常用氣體的比熱:空氣:Cp=0.24Kcal/kg.℃;水蒸汽:Cp=0.47Kcal/kg.℃;

      煙氣:Cp=0.26 Kcal/kg.℃;

      4、顯熱量計算:

      供熱工程中***常用的是供熱工質(zhì)一熱水放熱量的計算。計算公式:Q=G xC x(t1-t2)

      其中:G一水流量    C一水的比熱    t1一 進(jìn)水溫度     t2一出水溫度

      六、液體的汽化潛熱和潛熱量計算

      1、汽化潛熱定義:

      單位質(zhì)量的液體變?yōu)橥瑴囟认碌钠w時(shí),所吸收的熱量叫該液體的汽化潛熱,用r表示。

      2、汽化潛熱的單位:大卡/公斤(kcal/kg);千焦/公斤(kJ/kg)

      3、汽化潛熱的特點(diǎn):

      液體在任何溫度下都可以汽化,但汽化時(shí)的溫度不同,汽化潛熱大小也不同。

      比如水在各種溫度下的汽化潛熱分別是:

      t=0℃時(shí) , r=598 ≈600kcal/kg;

      t=40℃時(shí), r=574kcal/kg;

      t=100℃時(shí) ,r=539 ≈540kcal/kg;

      4、汽化潛熱量的計算:Q潛 =G x  r

      其中:Q潛為潛熱量大卡(kcal)、千焦(kJ);

            G一蒸汽流量  公斤(kg);

            r一 水的汽化潛熱 大卡/公斤(kcal/kg)、千焦/公斤(kJ/kg);

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