Расчет тепловой энергии на отопление помещений

Расчет тепловых потерь является одним из самых важных документов, благодаря которому человек с легкостью может определить как суточное, так и годовое потребление тепла для какого-либо сооружения.

Схема радиаторов отопления.

При расчете тепловой энергии необходимо учитывать достаточно много факторов.

Схема вентиляционной системы отопления.

Во-первых, необходимо принимать во внимание тип сооружения – будь то частный дом, одноэтажное или, наоборот, многоэтажное сооружение или другой вид здания. Во-вторых, для проведения необходимых расчетов, необходимо учитывать еще и количество проживающих (работающих) в этом здании людей. Разумеется, что наряду с типом здания необходимо принимать во внимание еще и такие факторы, как его функциональное предназначение, а также конструкции крыши, стен и полов этого сооружения. Помимо этого учитываются габариты крыш, полов, стен и т.д. И последним фактором, на который необходимо обращать внимание, является температурный режим каждого отдельно взятого помещения в сооружении, где будет производиться расчет тепловой энергии, при этом расчеты никак не зависят от того, что будет потреблять котел в качестве топлива.

Использование котла на газе, количество потребления топлива – все эти факторы имеют свое значение.

Если расчеты произвести верно, можно будет с легкостью определить мощность, которую должен иметь котел (его потребление материалов), подобрать необходимое оборудование и получить ТУ.

Расчеты энергии

В первом случае перед тем, как приобрести котел того или иного вида, необходимо произвести определенный тепловой расчет, исходя из которого можно будет подобрать котел, который будет работать наиболее эффективно, и вы сможете получить бесперебойное горячее водоснабжение и хороший обогрев всего сооружения целиком. Мощность будущей отопительной системы определяется достаточно легко. Она представляет собой сумму тепловых затрат на обогрев всего помещения и на другие нужды подобного рода.

Схема организации системы отопления двухэтажного частного дома.

Далеко не каждый котел сможет подойти, а это значит, что необходимо приобретать котел именно такой мощности, который будет работать даже при самых максимальных нагрузках, и при этом срок эксплуатации подобного оборудования не сократится. Для того чтобы добиться необходимых результатов при выборе, необходимо обращать пристальное внимание на этот аспект. Примерно то же касается и выбора оптимального оборудования для отопления помещения в целом. Правильный расчет тепловой энергии не только позволит приобрести те приборы отопления, которые прослужат долго, но и даст возможность немного сэкономить на покупке, а значит, затраты на отопление помещения тоже могут снизиться.

Что касается получения ТУ и согласования на газификацию объекта, то расчет энергии в данном случае является основополагающим фактором. Подобного рода разрешения необходимо получать тогда, когда в качестве топлива предполагается использование природного газа под котел. Чтобы получить документацию такого рода, нужно предоставить показатели годового расхода топлива и сумму мощности отопительных источников (Гкал/час). Разумеется, что получить такую информацию можно только исходя из проведенного расчета тепловой энергии, а затем можно будет приобрести отопительный прибор, который помимо всего прочего сведет к минимуму затраты на отопление.

Использование природного газа в качестве топлива под котел сегодня является одним из наиболее популярных способов на отопление помещения.

Вернуться к оглавлению

Первая и вторая формулы для расчета

Схема однотрубной системы отопления.

Основная формула, которую используют для расчета: Qгв=Gгв×(tгв – tхв)/1000= … Гкал, где Qгв является количеством тепловой энергии, Gгв – расход горячей воды, tгв – температура горячей воды, tхв – температура холодной воды (не учитывается количество затрат газа на отопление). Все температуры рассчитываются в данном случае в градусах Цельсия. Может быть использована формула Q

т(кВт/час)=V×DT×K/860 (не учитывается количество затрат газа), где Q_т – тепловая нагрузка на помещение, К – коэффициент расхода тепла всего сооружения, V – объем помещения, а DT – разница между температурами внутри сооружения и снаружи. Благодаря этим формулам количество расхода газа на отопление сможет определить каждый самостоятельно.

Коэффициент расхода тепла напрямую зависит от типа конструкции отапливаемого сооружения, а также от изоляции. Чтобы упростить расчеты, можно использовать следующие значения: К=0,6-0,9, если в помещении имеется сравнительно небольшое количество окон, устройство которых состоит из сдвоенных рам, стены с изоляцией, крыша из хорошего материала и др. Этот коэффициент отображает наивысшую степень теплоизоляции помещения. К=1-1,9 – в том случае, если сооружение, для которого производится расчет, имеет среднюю степень теплоизоляции, то есть небольшое количество окон, стены состоят из двойной кирпичной кладки и т.д. К=2-2,9 – используется, когда уровень теплоизоляции помещения низкий – конструкция состоит не из вышеперечисленных материалов, а из других, из-за чего количество расхода тепла увеличивается. Последний уровень коэффициента – от 3 до 4 – используется, если теплоизоляция полностью отсутствует либо очень плохая.

Расчет тепла снаружи и внутри дома необходимо в этом случае производить исходя из степени комфорта, которую можно будет получить, подключив необходимую тепловую установку. Для определения коэффициента разницы между температурами принято использовать значения, которые определены СНиП 2.04.05-91, а именно: +18 градусов Цельсия должно быть в общественных помещениях и в различных производственных помещениях, +12 градусов должны иметь складские помещения, +5 – гаражи и складские помещения, которым не нужно постоянное обслуживание.

Вернуться к оглавлению

Лучшая формула для расчета

Таблица примеров расчета воды радиаторов в системе отопления.

Стоит сказать о том, что ни первая, ни вторая формула не позволит человеку рассчитать различия между тепловыми потерями здания в зависимости от используемых в здании ограждающих конструкций и конструкций утепления. Для того чтобы наиболее точно произвести необходимые расчеты, должна быть использована несколько усложненная формула, благодаря которой можно будет избавиться от значительных затрат. Эта формула выглядит следующим образом: Q_т(кВт/час)=(100 Вт/м²×S (м²)×К1×К2×К3×К4×К5×К6×К7)/1000 (не учитывается количество затрат газа на отопление).

В данном случае S – площадь комнаты. Вт/м² представляет собой удельную величину теплопотерь, сюда входят все показатели расхода тепла – стены, окна и др. Каждый коэффициент умножается на последующий и в этом случае обозначает тот или иной показатель утечки тепла.

К1 – коэффициент расхода тепловой энергии через окна, имеющий значения 0,85, 1, 1,27, которые будут меняться в зависимости от качества используемых окон и их утепления. К2 – количество расхода тепла через стены. Этот коэффициент имеет такие же показатели, как и в случае с потерей тепла через окна. Он может варьироваться в зависимости от теплоизоляции стен (плохая теплоизоляция – 1,27, средняя (при использовании специальных утеплителей) – 1, высокий уровень теплоизоляции имеет коэффициент 0,854). К3 – такой показатель, который определяет соотношение площадей как окон, так и пола (50% – 1,2, 40% – 1,1, 30% – 1,0, 20% – 0,9, 10% – 0,8), следующий коэффициент – температура снаружи помещения (К4=-35 градусов – 1,5; -25 градусов – 1,3; -20 градусов – 1,1; -15 градусов – 0,9; -10 градусов – 0,7).

К5 в данной формуле представляет собой такой коэффициент, который отображает количество стен, выходящих наружу (4 стены – 1,4; 3 стены – 1,3; 2 стены – 1,2; 1 стена – 1,1). К6 представляет тип теплоизоляции помещения, которое находится над тем, для которого производится этот расчет. Если оно обогревается, тогда коэффициент будет равен 0,8, если имеется теплая мансарда, тогда – 0,9, если это помещение никак не обогревается, коэффициент будет равен 1. И последний коэффициент, который применяется при расчете по этой формуле, обозначает высоту потолков в помещении. Если высота равна 4,5 метра, тогда коэффициент равен 1,2; 4 метра – 1,15; 3,5 метра – 1,1; 3 метра – 1,05; 2,5 метра – 1.

Вернуться к оглавлению

Подведение итогов

Итак, именно вторая формула является наиболее точной для проведения расчетов тепловой энергии на отопление (не учитывается количество затрат газа на отопление). Она имеет намного больше коэффициентов, что позволит наиболее точно определить все параметры мощности будущей системы отопления в помещении, благодаря которой затраты на отопление могут снизиться до минимума. Таким образом, если все расчеты будут произведены верно и в соответствии с приведенными выше формулами, можно будет избежать лишних материальных затрат, а также и временных затрат, которые зависят от потребления, например, газа.

Значит, первая, вторая или третья формулы являются обязательными при расчете, так как именно благодаря им можно вычислить оптимальную мощность отопительной системы и свести количество материальных затрат к минимуму.

Расчет тепла ГВС (горячего водоснабжения) в квитанции: формулы

Опубликовано: 11.12.2019

Время на чтение: 3 мин

16730

Использование централизованной системы горячего водоснабжения требует внесения оплаты за поставленную воду. Расчет ГВС осуществляется исходя из установленной стоимости.

Тарифы на горячее водоснабжение делятся на два типа – однокомпонентные и двухкомпонентные. В первом случае установлена фиксированная стоимость за один кубический метр. Двухкомпонентный тариф состоит из стоимости холодной воды и тепловой энергии.

СодержаниеПоказать

• 1 Законодательные акты, регулирующие расчет
• 2 Расчёт ГВС с использованием индивидуального прибора учета
• 3 Расчет ГВС если нет технической возможности установить прибор учета
• 4 Нормы расхода воды согласно СНиП
• 5 Из чего состоит стоимость горячего водоснабжения

Законодательные акты, регулирующие расчет

В 2013 году правительство Российской Федерации утвердило постановление. Согласно ему лица, использующие в качестве горячего водоснабжения централизованную сеть, должны оплачивать счет по раздельным пунктам.

Внимательно изучайте квитанцию. Источник фото: roma100471.ru

Для того чтобы понять, как рассчитать плату за использование ГВС, необходимо учесть:

• количество холодной воды, поставляемой в помещение после нагрева. Для приготовления горячей жидкости используется ХВС. Цена холодной воды внесена в полную стоимость горячей;
• количество тепловой энергии. Расчет теплового потока на ГВС включает в себя несколько факторов, таких как стоимость и количество затраченного топлива, заработная плата работникам организации, затраты на ремонт оборудования.

Чтобы рассчитать нагрев ГВС в квитанции необходимо количество потребленного теплоносителя умножить на утвержденный в регионе тариф. Расход высчитывается за один календарный месяц.

Потребление воды можно узнать двумя способами. Снять показания с индивидуального прибора учета или рассчитать расход согласно нормам, установленным на одного человека, проживающего в помещении.

В первом случае в квитанцию вносится комбинация цифр, обозначенных на ИПУ черным цветом. Красные цифры обозначают потребление воды в литрах и используются для определения расхода самим пользователем.

Расчёт ГВС с использованием индивидуального прибора учета

Самостоятельный расчет может понадобиться для сверки с суммой, указанной в квитанции за потребленное ГВС. Порядок расчёта оговаривается нормативными документами и осуществляется по специализированной формуле.

Чтобы рассчитать стоимость горячего водоснабжения при наличии в жилом или нежилом помещении прибора учета, необходимо объем потребленной воды за определённое время использования умножить на стоимость холодной воды, то есть на первую составляющую двухкомпонентного тарифа.

Как рассчитывается платеж за воду

Объём жидкости измеряется прибором учета в кубических метрах. После этого вторую часть тарифа, установленную в соответствии с законодательством РФ, следует умножить на количество тепловой энергии, затраченной на подогрев воды.

Показатель рассчитывается путём умножения объема горячей воды, потребленной за определённый период, на норматив расхода тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев воды.
Произведения, полученные в ходе расчетов, необходимо суммировать. Полученное число будет размером платы за горячее водоснабжение в помещении с прибором учета.

Расчет ГВС если нет технической возможности установить прибор учета

Если прибор учета потребления горячей воды в квартире отсутствует и его невозможно установить, при вычислении учитывается расход жидкости, установленный законодательством исходя из количества лиц, проживающих помещении.
Для того чтобы посчитать плату за горячее водоснабжение, необходимо объем горячей жидкости, затраченной за определенный промежуток времени, умножить на стоимость куба холодной воды для ГВС.
К полученной сумме следует прибавить произведение количества тепла, затраченного для нагрева жидкости и стоимости на тепловую энергию. Полученная сумма будет платой за ГВС в помещении, где установить счетчик невозможно.

Нормы расхода воды согласно СНиП

Расход горячей жидкости, потребленной за определённый промежуток времени, определяется специализированными приборами учета. Если счётчик отсутствует, пароход рассчитывается исходя из норматива, согласно СНиП.

Пример расчета за ХВС и ГВС в Подмосковье

Количество потребленной жидкости зависит от типа водопотребителя:

1. Жилые помещения с имеющимся водопроводом и канализацией – 120 литров в сутки на одного человека.
2. Аналогичные жилые помещения газоснабжением – 150 л в сутки.
3. Помещения с имеющимся водопроводом, канализацией, ванной и твердотопливный водонагревателем – 180 литров в сутки.
4. Аналогичные дома или квартиры с водонагревателями, энергоносителем которых является газ – 225 л.
5. Такие же помещения с быстродействующими газовыми нагревателями – 250 л.
6. Квартиры с централизованной подачей горячей воды – 230 л.

На практике экономически выгоднее использовать приборы учета, чем рассчитывать расход, исходя из установленных норм. Реальные показатели расхода воды меньше, чем заявленные в нормативных документах.

Из чего состоит стоимость горячего водоснабжения

В Российской Федерации учет холодного и горячего водоснабжения ведется отдельно. В стоимость ГВС входит стоимость энергии, затрачиваемой на нагрев воды, объем жидкости, цена химических средств, предназначенных для очистки воды и т.д.
При расчетах учитывается стоимость тепловой энергии, затраченная на нагрев холодной воды. В зависимости от региона цена на тепловую энергию может отличаться. Показатель рассчитывают, учитывая несколько факторов:

1. Расходы на обслуживание и ремонт оборудования, используемого для подогрева воды. Для подачи ГВС необходима работа специализированных котельных. Оборудование требует затрат на обслуживание и ремонт.
2. Возможные потери тепла при транспортировке горячей воды по трубопроводам.
3. Цена на услуги по доставке жидкости в помещение.
4. Тариф на подогрев ГВС в определённом регионе Российской Федерации.

Оплата горячего водоснабжения единым тарифом нецелесообразна. Цену за ГВС разделили на две составляющих – стоимость воды и количество тепла для ее нагрева. При необходимости можно самостоятельно рассчитать плату за услуги.

Кинетическая температура, тепловая энергия

Кинетическая температура, тепловая энергия

Выражение для давления газа, полученное из кинетической теории, относится давления и объема к средней молекулярной кинетической энергии. Сравнение с законом идеального газа иногда приводит к выражению для температуры называется кинетической температурой. Это приводит к выражению где N — число молекул, n — число молей, R — газовая постоянная, а k — постоянная Больцмана. Более известная форма выражает среднюю молекулярную кинетическую энергию: Важно отметить, что используемая здесь средняя кинетическая энергия ограничена поступательной кинетической энергией молекул. То есть они рассматриваются как точечные массы и не учитываются внутренние степени свободы, такие как вращение молекул и вибрация. Это различие становится весьма важным, когда вы имеете дело с такими предметами, как удельная теплоемкость газов. Когда вы пытаетесь оценить удельную теплоемкость, вы должны учитывать всю энергию, которой обладают молекулы, а обычно измеряемая температура не учитывает вращение и вибрацию молекул. Кинетическая температура — это переменная, необходимая для таких предметов, как теплопередача, потому что это поступательная кинетическая энергия, которая приводит к передаче энергии из горячей области (более высокая кинетическая температура, более высокие молекулярные скорости) в холодную область (более низкие молекулярные скорости) при прямом столкновении. передача. Определить константы Равнораспределение энергии Тепловая энергия

Index Концепции газового закона Концепции кинетической теории

Гиперфизика***** Теплота и термодинамика R Ступица Назад Из выражения для кинетической температуры Расчет замена дает среднеквадратичную (среднеквадратичную) молекулярную скорость: Из распределения скоростей Максвелла можно рассчитать эту скорость, а также среднюю и наиболее вероятную скорости. Индекс Концепции кинетической теории   Гиперфизика***** Теплота и термодинамика R Ступица Назад Распределение скоростей молекул идеального газа определяется выражением С помощью этой функции можно вычислить несколько характерных молекулярных скоростей, а также такие вещи, как доля молекул со скоростями выше определенного значения при данной температуре. Он используется при расчете скоростей многих явлений. Расчет Обратите внимание, что M — это молярная масса и что в выражении используется газовая постоянная R. Если вместо этого использовать массу m отдельной молекулы, выражение будет таким же, за исключением того, что вместо молярной газовой постоянной R будет использоваться постоянная Больцмана k. Почему вероятность достигает пика при некотором конечном значении, когда средняя скорость равна нулю? Получение распределения скоростей Максвелла из распределения Больцмана Index Понятия кинетической теории   Гиперфизика***** Теплота и термодинамика R Nave Назад Частота столкновений Длина свободного пробега Index Понятия кинетической теории  33 Гиперфизика***** Теплота и термодинамика R Nave Назад Статистические методы становятся более точным способом изучения природы, когда количество частиц велико. Итак, мы ожидаем, что описание скоростей молекул в газе будет на самом деле наиболее вероятным распределением, поскольку мы имеем дело с числами частиц в диапазоне числа Авогадро. Но это наиболее вероятное распределение (распределение Максвелла-Больцмана) подчиняется ограничениям, а именно тому, что число частиц постоянно и полная энергия постоянна (сохранение энергии). Максимизация распределения вероятностей с учетом этих ограничений в целом является сложной математической задачей (см., например, Рихтмайера и др.). Один из способов приблизиться к решению более интуитивным образом — обратиться к известному нам физическому примеру, а именно к физике атмосферы под действием гравитации, отраженной в барометрической формуле. Следующее лечение следует за разработкой Рольфа. В этом подходе мы используем тот факт, что средняя кинетическая энергия молекул может быть выражена через кинетическую температуру. Кроме того, мы знаем, что сохранение энергии в этом случае включает в себя просто уравновешивание кинетической энергии и гравитационной потенциальной энергии, пока мы рассматриваем атмосферу как идеальный газ. Из выражения для кинетической температуры у нас есть экспериментально проверенное выражение для молекулярной кинетической энергии. В барометрической формуле: у нас есть описание идеальной газовой системы, которое может быть использовано для разработки аргумента правдоподобия для максвелловского распределения скоростей. Этапы этого процесса следующие: Связь скорости частиц с высотой. Свяжите поток частиц с распределением скоростей. Свяжите распределение скоростей с барометрической формулой. Рассчитайте распределение скоростей и нормализуйте его. Для одного направления в пространстве этот процесс дает выражение: и когда включены все направления скорости, получается отношение распределения скорости Максвелла: Почему это соотношение смещено в сторону более высоких скоростей, а то, что непосредственно выше, нет? Следует отметить, что хотя для получения распределения скоростей мы использовали физическую ситуацию, зависящую от гравитации, в конечном результате гравитация не появляется. То есть полученный результат является общим, не содержащим g. Барометрическая формула использовалась просто как конструкция, связывающая распределение скоростей с ограничениями по энергии и числу частиц. Алфавитный указатель Понятия кинетической теории Ссылка Rohlf Sec 2-3   Гиперфизика***** Тепло и термодинамика R Ступица Вернуться назад 11.1 Температура и тепловая энергия – физика Раздел Цели обучения К концу этого раздела вы сможете делать следующее: Объяснять, что температура является мерой внутренней кинетической энергии Преобразование температуры между шкалами Цельсия, Кельвина и Фаренгейта Поддержка учителей Поддержка учителей Цели обучения в этом разделе помогут вашим учащимся освоить следующие стандарты: (6) Научные концепции. Учащийся знает, что изменения происходят в физической системе, и применяет законы сохранения энергии и импульса. Ожидается, что студент: (Э) описывают, как макроскопические свойства термодинамической системы, такие как температура, удельная теплоемкость и давление, связаны с молекулярным уровнем материи, включая кинетическую или потенциальную энергию атомов. Кроме того, руководство по физике для средней школы рассматривает содержание этого раздела в лабораторной работе под названием «Термодинамика», а также следующие стандарты: (6) Научные концепции. Учащийся знает, что изменения происходят в физической системе, и применяет законы сохранения энергии и импульса. Ожидается, что студент: (Э) описать, как макроскопические свойства термодинамической системы, такие как температура, удельная теплоемкость и давление, связаны с молекулярным уровнем материи, включая кинетическую или потенциальную энергию атомов; (Г) анализировать и объяснять повседневные примеры, иллюстрирующие законы термодинамики, в том числе закон сохранения энергии и закон энтропии. Основные термины раздела абсолютный ноль Шкала Цельсия градусов Цельсия (°C)(°C) тепловая энергия градусов по Фаренгейту (°F)(°F) Шкала Фаренгейта тепло кельвин (К) Шкала Кельвина температура Поддержка учителей Поддержка учителей [БЛ] [OL][AL] Проверьте предварительное знание таких терминов, как теплота, температура и температурные шкалы. [ПР] Спросите учащихся, в чем больше тепла — в ведре теплой воды или в ложке кипятка. Исходя из этого попросите их определить теплоту. Спросите их, у кого из них более высокая температура. Предупреждение о заблуждении Развейте любые представления о том, что теплоемкость зависит исключительно от температуры. Температура Что такое температура? Это одно из тех понятий, которые настолько укоренились в нашей повседневной жизни, что, хотя мы интуитивно понимаем, что оно означает, определить его бывает трудно. Заманчиво сказать, что температура измеряет тепло, но это не совсем так. Тепло – это передача энергии за счет разницы температур. Температура определяется с помощью инструмента, который мы используем, чтобы сказать нам, насколько горячий или холодный объект, на основе механизма и шкалы, изобретенных людьми. Температура буквально определяется как то, что мы измеряем термометром. Тепло часто путают с температурой. Например, мы можем сказать, что жара была невыносимой, когда на самом деле имеем в виду, что температура была высокой. Это потому, что мы чувствительны к потоку энергии в виде тепла, а не температуры. Поскольку теплота, как и работа, передает энергию, она имеет единицу СИ джоуль (Дж). Атомы и молекулы постоянно находятся в движении, отталкиваясь друг от друга в случайных направлениях. Напомним, что кинетическая энергия — это энергия движения, и что она увеличивается пропорционально квадрату скорости. Не вдаваясь в математические подробности, можно сказать, что тепловая энергия — энергия, связанная с теплом, — это средняя кинетическая энергия частиц (молекул или атомов) в веществе. Более быстро движущиеся молекулы обладают большей кинетической энергией, поэтому вещество имеет большую тепловую энергию и, следовательно, более высокую температуру. Полная внутренняя энергия системы представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий ее атомов и молекул. Тепловая энергия является одной из подкатегорий внутренней энергии, как и химическая энергия. Поддержка учителей Поддержка учителей Демонстрация учителя Вы можете показать, что температура связана с кинетической энергией молекул, с помощью простой демонстрации. Возьмите ластик и энергично потрите им любую поверхность. Затем почувствуйте его на своей коже. Горячо? Для измерения температуры необходимо использовать какую-либо шкалу в качестве эталона измерения. Тремя наиболее часто используемыми температурными шкалами являются шкалы Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. И шкала Фаренгейта, и шкала Цельсия являются относительными температурными шкалами, что означает, что они построены вокруг точки отсчета. Например, шкала Цельсия использует в качестве точки отсчета точку замерзания воды; все измерения либо ниже точки замерзания воды на заданное число градусов (и имеют отрицательный знак), либо выше точки замерзания воды на заданное число градусов (и имеют положительный знак). Температура кипения воды равна 100 °C°C по шкале Цельсия, а ее единицей измерения является градус Цельсия (°C(°C ). По шкале Фаренгейта точка замерзания воды составляет 32 °F°F, а точка кипения — 212 °F°F. Единицей измерения температуры по этой шкале является градус Фаренгейта (°F(°F ). Обратите внимание, что разница в градусах между точками замерзания и кипения больше для шкалы Фаренгейта, чем для шкалы Цельсия. Следовательно, разница температур в один градус Цельсия больше, чем разница температур в один градус Фаренгейта. Поскольку 100 градусов Цельсия охватывают тот же диапазон, что и 180 градусов Фаренгейта, один градус по шкале Цельсия в 1,8 раза больше, чем один градус по шкале Фаренгейта (поскольку 180100=95=1,8180100=95=1,8). Это соотношение можно использовать для преобразования температуры в градусы Фаренгейта и Цельсия (см. рис. 11.2). Рисунок 11.2 Соотношения между температурными шкалами Фаренгейта, Цельсия и Кельвина, округленные до ближайшего градуса. Также показаны относительные размеры весов. Шкала Кельвина — это температурная шкала, которая обычно используется в науке, поскольку она является абсолютной температурной шкалой. Это означает, что теоретически минимально возможной температуре присваивается нулевое значение. Нуль градусов по шкале Кельвина известен как абсолютный ноль; теоретически это точка, в которой нет молекулярного движения для производства тепловой энергии. В оригинальной шкале Кельвина, впервые созданной лордом Кельвином, все температуры имеют положительные значения, что делает ее полезной для научной работы. Официальной единицей измерения температуры по этой шкале является кельвин, который обозначается аббревиатурой K. Температура замерзания воды составляет 273,15 К, а точка кипения воды — 373,15 К. Поддержка учителей Поддержка учителей [BL][OL][AL] Спросите учащихся, в каком случае каждая шкала будет наиболее удобной для использования. Хотя абсолютный нуль возможен в теории, на практике его достичь невозможно. Самая низкая температура, когда-либо созданная и измеренная в ходе лабораторного эксперимента, составила 1,0×10-101,0×10-10 К в Хельсинкском технологическом университете в Финляндии. Для сравнения, самая низкая зарегистрированная температура для места на поверхности Земли составляла 183 К ( – 89 °С ), на Востоке, в Антарктиде, и самым холодным известным местом (за пределами лаборатории) во Вселенной является туманность Бумеранг с температурой 1 К. К счастью, большинству из нас, людей, никогда не придется испытывать такие экстремальные условия. Поддержка учителей Поддержка учителей [AL]Спросите, почему абсолютный ноль никогда не регистрировался. Обсудите, могут ли атомы и молекулы быть полностью неподвижными. Средняя нормальная температура тела составляет 98,6 °F°F (37,0 °C°C), но известно, что люди выживают при температуре тела от 75 °F°F до 111 °F°F (от 24 °C°C до 44°С°С). Смотреть физику Сравнение температурных шкал Цельсия и Фаренгейта Это видео показывает, как шкалы Фаренгейта и Цельсия сравниваются друг с другом. Физика часов: сравнение температурных шкал Цельсия и Фаренгейта. В этом видео проводится сравнение температурных шкал Цельсия и Фаренгейта. Нажмите, чтобы просмотреть содержимое Даже без цифровых надписей на термометре можно было бы сказать, какая сторона отмечена в градусах Фаренгейта, а какая в градусах Цельсия, по тому, как расположены градусные отметки. Почему? Расстояние между двумя последовательными делениями по шкале Фаренгейта больше, чем такое же расстояние по шкале Цельсия, поскольку каждый градус Фаренгейта равен 1,8 градуса Цельсия. Расстояние между двумя последовательными делениями по шкале Фаренгейта меньше, чем такое же расстояние по шкале Цельсия, поскольку каждый градус Цельсия равен 1,8 градусам Фаренгейта. Расстояние между двумя последовательными делениями по шкале Фаренгейта больше, чем такое же расстояние по шкале Цельсия, поскольку каждый градус Фаренгейта равен 3,6 градусам Цельсия. Расстояние между двумя последовательными делениями по шкале Фаренгейта меньше, чем такое же расстояние по шкале Цельсия, поскольку каждый градус Цельсия равен 3,6 градуса по Фаренгейту. Поддержка учителей Поддержка учителей Учащиеся могут использовать процесс, описанный в этом видеоролике, как средство сравнения различных температурных шкал. Укажите им, что все, что им нужно знать, — это температуры по каждой шкале одного свойства, например температуры кипения и замерзания жидкости, будь то вода, этанол или тетрахлорметан. Преобразование между шкалами Цельсия, Кельвина и Фаренгейта В то время как шкала Фаренгейта по-прежнему является наиболее часто используемой шкалой в Соединенных Штатах, в большинстве стран мира используется шкала Цельсия, а ученые предпочитают шкалу Кельвина. Часто необходимо конвертировать между этими шкалами. Например, если бы телевизионный метеоролог давал местный прогноз погоды в градусах Кельвина, зрители, вероятно, были бы сбиты с толку! В таблице 11.1 приведены уравнения для преобразования между тремя температурными шкалами. Фаренгейтов Для преобразования из… Используйте это уравнение Цельсия в Фаренгейта T°F=95T°C+32T°F=95T°C+32 Фаренгейты в Цельсия T°C=59(T°F-32)T°C=59(T°F-32) Цельсия в Кельвина ТК=T°C+ 273,15TK=T°C+ 273,15 Кельвин в Цельсий Т°С=ТК-273,15Т°С=ТК-273,15 Фаренгейт в Кельвин ТК=59(Т°F-32)+273,15ТК=59(Т°F-32)+273,15 Кельвина в T°F=95(ТК-273,15)+32T°F=95(ТК-273,15)+32 Стол 11.1 Преобразование температуры Поддержка учителей Поддержка учителей [BL][OL][AL] Спросите учащихся, что больше – разница в 5°F5°F или разница в 5°C5°C . Теперь спросите у них то же самое для 5°C5°C и 5°F5°F. Разница в температуре по Кельвину и по Цельсию одинаковая. То же самое не верно для Цельсия и Фаренгейта. Рабочий пример Преобразование между температурными шкалами: комнатная температура Комнатная температура обычно определяется как 25 °C.°C. (a) Чему равна комнатная температура в °F?°F? (b) Что это в K? Поддержка учителей Поддержка учителей В стеклянном спиртовом термометре молекулы спирта поглощают энергию за счет тепла, и по мере увеличения межмолекулярных расстояний объем спирта расширяется. Спросите учащихся, в каком диапазоне температур этот термометр показывает точные показания. Почему это так? Спросите их, можно ли сконструировать термометр с любым другим веществом. Почему или почему нет? Стратегия Чтобы ответить на эти вопросы, все, что нам нужно сделать, это выбрать правильные уравнения преобразования и подставить известные значения. Решение для (a) Выберите правильное уравнение. Чтобы преобразовать °C°C в °F°F, используйте уравнение T°F=95T°C+32.T°F=95T°C+32. 11.1 Подставьте известное значение в уравнение и решите. T°F=9525°C+32=77°FT°F=9525°C+32=77°F 11,2 Раствор для (б) Выберите правильное уравнение. Чтобы преобразовать °C°C в K, используйте уравнение ТК=Т°С+ 273,15. ТК=Т°С+ 273,15. 11,3 Подставьте известное значение в уравнение и решите. TK= 25 °C + 273,15 = 298KTK= 25 °C + 273,15 = 298K 11,4 Обсуждение Живя в Соединенных Штатах, вы, вероятно, лучше понимаете, как ощущается температура, если она описывается как 77 °F°F, чем как 25 °C°C (или 298 К, если уж на то пошло). Рабочий пример Преобразование между температурными шкалами: шкала Реомюра Шкала Реомюра — температурная шкала, которая широко использовалась в Европе в 18 и 19 веках. По температурной шкале Реомюра точка замерзания воды равна 0°Р°Р, а температура кипения равна 80°Р°Р. Если «комнатная температура» равна 25°C°C по шкале Цельсия, то какова она по шкале Реомюра? Стратегия Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны сравнить шкалу Реомюра со шкалой Цельсия. Разница между точкой замерзания и точкой кипения воды по шкале Реомюра составляет 80°Р°Р. По шкале Цельсия это 100°C°C. Следовательно, 100 °C = 80 °R°C = 80 °R. Обе шкалы начинаются с 0 °° для замерзания, поэтому мы можем создать простую формулу для преобразования между температурами на двух шкалах. Решение Выведите формулу для перевода из одной шкалы в другую. T°R= 0,80°R°C×T°CT°R= 0,80°R°C×T°C 11,5 Подставьте известное значение в уравнение и решите. T°R= 0,80°R°C×25°C = 20°R°R= 0,80°R°C×25°C = 20°R 11,6 Обсуждение Как показывает этот пример, шкалы относительных температур несколько произвольны. Если бы вы хотели, вы могли бы создать свою собственную температурную шкалу! Практические задачи 1. Что такое 12,0 °C в кельвинах? 112,0 К 273,2 К 12,0 К 285,2 К 2. Что такое 32,0 °C в градусах по Фаренгейту? 57,6 °F 25,6 °F 305,2 °F 89,6 °F Советы для успеха Иногда не так просто точно угадать температуру воздуха. Почему это? Такие факторы, как влажность и скорость ветра, влияют на то, насколько нам жарко или холодно. Ветер отводит тепловую энергию от наших тел быстрее, чем обычно, заставляя нас чувствовать себя холоднее, чем в противном случае; в холодный день вы, возможно, слышали, как прогнозист по телевизору говорил о охлаждение ветром . Во влажные летние дни людям, как правило, жарко, потому что пот не испаряется с кожи так эффективно, как в сухие дни, когда испарение пота охлаждает нас. Поддержка учителей Поддержка учителей Спросите учащихся, как работает охлаждение ветром. Будет ли он работать на любой поверхности или только на человеческом теле? Скорость потери тепла для любого объекта зависит от разницы температур между объектом и окружающей его средой. Когда тепло передает энергию от объекта, оно нагревает слой воздуха вокруг него. Ветер разрушает этот слой, заменяя его более прохладным воздухом. Это, в свою очередь, увеличивает скорость потери тепла. Предупреждение о заблуждении Охлаждение ветром может только увеличить скорость охлаждения. Он никогда не сможет охладить объект до температуры ниже температуры окружающей среды. Проверьте свое понимание Поддержка учителей Поддержка учителей Используйте эти вопросы, чтобы оценить достижение учащимися целей обучения раздела. Поделиться Вам может понравится В чем преимущество гидропоники: Преимущества и недостатки Гидропоники. Все за и против. 15.12.1981 Монтаж электрика: Монтаж электропроводки подробная пошаговая инструкция… 15.07.2023 Что такое кормушка: Недопустимое название — Викисловарь 02.07.2021 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт