Единицы физических величин и их размерности - Сена Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
где m— масса тела, с — удельная теплоемкость, Q — количество тепла, T — температура.
Размерность удельной теплоемкости
Связь между удельной н молекулярной теплоємкостями определяется простым соотношением
с.мол = СудМ. (5.25)
Часто применяется понятие объемной теплоемкости, представляющей собой количество тепла, необходимое для нагревания единицы объема данного вещества на 1°. Объемная и удельная теплоемкости связаны формулой
Соб = судр, (5.26)
где р — плотность вещества.
Размерность объемной теплоемкости
L-1AIr-2B"*1. (5.27)
Единицы измерения удельной теплоемкости!
дж/(кг • град), эрг/(г • град), кал/(г • град), ккал/(кгград).
142
тепловые единицы
[гл. 5
Очевидно,
1 дж/{кг • град) = 104 эрг/(г • град); 1 кал/(г • град) =
= 1 ккалЦкг • град) = 4,19 джЦкг • град).
Единицы измерения молекулярной теплоемкости: джЦкмоль • град), эрг/(моль • град), кал/(моль • град), ккал]{кмоль • град).
Соотношение между этими единицами то же, что и между соответствующими единицами удельной теплоемкости.
Единицы измерения объемной теплоемкости: джЦм3 • град), эрг/(см3 • град), калЦсм3 • град), ккалЦл • град).
Соотношение между ними: 1 дж]{м3 • град) = 10 эрг/(см3 • град); 1 кал!(см3 • град) =» = 1 ккал]{л • град)-= 4,19 дж{{ке • град).
Теплота перехода. При переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое требуется при неизменной температуре затратить некоторое количество тепла, называемое теплотой перехода. Теплоту перехода, как и теплоемкость, можно относить к единице массы, к молю или киломолю или к единице объема. Соответствующие размерности отличаются от размерностей теплоемкости отсутствием символа размерности температуры. Точно так же единицы, измеряющие теплоту перехода, отличаются от единиц теплоемкости отсутствием в знаменателе символа единицы температурного интервала — град.
Теплотворная способность. Всякое топливо характеризуется теплотворной способностью, т. е. тем количеством тепла, которое при сгорании может дать определенное количество данного вещества. Теплотворную способность можно относить, как и теплоемкость и теплоту перехода, к единице массы, молю или киломолю, и к единице объема. Объемная теплотворная способность применяется исключительно для горючих газов, причем ее при этом обычно относят к объему газа, взятого при нормальных условиях (t° = 0°С и р = 1 атм). Единицы
S 5.5]
единицы измерения тепловых свойств
143
измерения теплотворной способности те же, что и теплоты перехода.
Коэффициент теплопроводности. При наличии разности температур- в некоторой среде от слоя с более высокой температурой к слою с более низкой температу» рой устанавливается тепловой поток, который можно для ставдионаршго одномерного случая выразить формулой
(5.28)
где dQ/dt — тепловой поток, dT/dl — температурный градиент, s — площадь пшеречного сечения потока, К—* коэффициент теплопроводности среды.
За единицу коэффициента теплопроводности следует принять коэффициент теплопроводности такой среды, в которой сквозь единицу поверхности, перпендикулярную направлению потока, при температурном градиенте, равном единице температуры на единицу длины, устанавливается тепловой поток, равный единице количества тепла в единицу времени. Это определение и формула (5.28) дают размерность и единицы коэффициента теплопроводности
[Af] = LMT~3Q-\ (5.29)
Единицы коэффициента теплопроводности;
вт1(м • град), эрг/(см • сек • град), кал/(см • сек • град),
ккал/(м • ч • град).
Соотношения между ними:
1 вт/{м ¦ град) =» 105 эргЦсм • сек • град),
1 ккал/(м • ч • град) =» 1/360 калЦсм • сек • град).
Коэффициенты теплопередачи. При наличии температурного скачка AT на границе раздела двух тел сквозь эту границу установится тепловой поток, определяемый формулой
^ = KATs. (5.30)
144
тепловые единицы
IUI. S
Коэффициент К называется коэффициентом теплопередачи. Он зависит от условий на границе раздела, в частности, на границе соприкосновения твердого тела с жидкостью (или газом), от скорости потока жидкости. Коэффициент теплопередачи можно определить как тепловой поток через единицу площади границы при температурном скачке 1°. Размерность
[K] = MT-3Q'1. (5.31)
Единицы коэффициента теплопередачи:
вт/(м2 • град),
эрг/(с м2 • се к/г рад),
калЦсм2 • сек - град),
Рис. 16.
ккалЦм2 • ч • град).
Соотношения между ними:
1 вт/(м2 • град) = 10' эрг/(см2 • сек • град), 1 ккал/(м2 • ч • град) = 1/3,6 • 104 эрг/(см2 • сек • град).
Коэффициент температуропроводности. Так как понятие температуропроводности является подчас недостаточно хорошо знакомым, мы остановимся на нем несколько подробнее. Представим себе однородный стержень, боковые стенки которого идеально теплоизолированы, т. е. не обмениваются теплом с окружающей средой. Пусть вначале все точки стержня обладают одинаковой температурой T0. Если теперь один из концов стержня привести в соприкосновение со средой, имеющей температуру T1 (пусть для определенности T1 > 7*0), то вдоль стержня установится тепловой поток, причем температура всех точек стержня начнет повышаться {рис. 16); кривые tc, t\, .... too соответствуют разным последовательным моментам времени.
