Реферати українською » Математика » Будинок і вогнище, одяг і їжа з точки зору термодинаміки


Реферат Будинок і вогнище, одяг і їжа з точки зору термодинаміки

А. Федорова, 11 клас МОУ Гімназія № 5 р. Ювілейний Московської обл.

>Комфортние в людини умови (особливо у холодну пору року) будуть безплатно забезпечені лише рахунок підтримки кімнатної температури повітря (зазвичай 18-20 З° ).

Зрозуміло, зробити це можна лише у замкненому приміщенні, де зовнішні стіни, підлогу та стелю мають досить низьку теплопровідність. Вікна, подібно шкірі людини, проводять тепло краще організувати і є є основним джерелом теплових втрат надходжень у домі. Відповідно до управлінню теплообміну Ньютона, швидкість потоку теплотиdQ/dt прямо пропорційна площі вікна P.S і різниці температур T між внутрішніми зовнішнімистеклами і навпаки пропорційна його товщиніd:

тут А коефіцієнт тепловіддачі. Тож утримання тепла корисніше збільшити товщину повітряної прошарком (наприклад, встановити подвійні віконні рами), ніж ставити товсті скла. Втрати тепла необхідно заповнювати рахунок його припливу, наприклад, від радіаторів опалення. Але як бути, у сільських будинках із пічним чи кімнатним опаленням? У принципі так тут все виглядає як і, лише подача тепла відбувається у безперервному, а “імпульсному” режимі. З погляду термодинаміки цікаво, потім саме витрачається теплота згоряння палива (дров, вугілля й т.п). Виявляється, до 25-30% цієї енергії йде на обігрів вулиці.

Річ у тім, що повітрянегерметичном приміщенні нагрівається при постійному атмосферному обсязіV=const і постійному атмосферному тискуp=const. Якщо брати повітря ідеальним газом, то процес нагрівання підпорядковується рівнянню стану:

де CV питоматеплоемкость повітря при постійному обсязі, його середня, чи внутрішня, енергія, N повне число молекул повітря і T його температура.

Бо у холодної кімнаті температура нижче, ніж у натопленій (>T1<T2) відповідно (>N1>N2). Це означає, у процесі нагрівання кімнати частина її повітря, розширювалася, виходить через щілини і комин на, несучи із собою частина теплоти. У цьому середня енергія теплового руху залишених у кімнаті молекул не змінюється, отже, ми в буквальному значенніотапливаем вулицю (і це неминуче, коли ми ні різко підняти тиск у кімнаті,загерметизировав її).

Давно вже зазначалося подібність процесів обігріву житла і продукти харчування самої людини (кожному відомо, що, якщо так важко є, починаєшмерзнуть навіть влітку). Однак людям потрібно лише підтримувати температуру свого тіла, а й виробляти корисну роботу фізичну чи інтелектуальну. І те й інше вимагає витрат енергії, отже людина представляє у тому аналог теплової машини, і треба підживлювати ззовні.

Будь-який продукт харчування, як та звичне паливо, містить у ролі енергоносіїв різні сполуки вуглецю (жири й вуглеводи). У живий організм вони окислюються, з'єднуючись з О2.

Енергетична цінність, як продуктів, і палива визначається калоріях. У організмі відбувається повільне, багатоступеневе “внутрішнє” згоряння, у результаті вихідний вуглець перетворюється на вуглекислий газ СО2 і водуН2О.

Тривалий час були сумніви в застосовності до цього випадку першого початку термодинаміки. Не чи має живий організм будь-якої особливої “життєвої силою”, порушує даний закон? Саме це питання негативно відповіли ще 1780 р. французькі вчені Антуан Лавуазьє і П'єрЛаплас. Вони довели, що теплові ефекти при зовнішньому й “внутрішнім” згорянні абсолютно однакові.

Список літератури

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайтуphysics03.narod/Interes/


Схожі реферати:

Навігація