Что такое охлаждение в физике
II. Молекулярная физика
Тестирование онлайн
Термодинамика
Раздел молекулярной физики, который изучает передачу энергии, закономерности превращения одних видов энергии в другие. В отличие от молекулярно-кинетической теории, в термодинамике не учитывается внутреннее строение веществ и микропараметры.
Термодинамическая система
Это совокупность тел, которые обмениваются энергией (в форме работы или теплоты) друг с другом или с окружающей средой. Например, вода в чайнике остывает, происходит обмен теплотой воды с чайником и чайника с окружающей средой. Цилиндр с газом под поршнем: поршень выполняет работу, в результате чего, газ получает энергию, и изменяются его макропараметры.
Количество теплоты
Это энергия, которую получает или отдает система в процессе теплообмена. Обозначается символом Q, измеряется, как любая энергия, в Джоулях.
В результате различных процессов теплообмена энергия, которая передается, определяется по-своему.
Нагревание и охлаждение
Этот процесс характеризуется изменением температуры системы. Количество теплоты определяется по формуле
Плавление и кристаллизация
Энергия, которая тратится на разрушение кристаллической решетки вещества, определяется по формуле
Удельная теплота плавления известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.
Парообразование (испарение или кипение) и конденсация
Удельная теплота парообразования известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.
Количество теплоты, которое выделяется при сгорании вещества
Удельная теплота сгорания известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.
Для замкнутой и адиабатически изолированной системы тел выполняется уравнение теплового баланса. Алгебраическая сумма количеств теплоты, отданных и полученных всеми телами, участвующим в теплообмене, равна нулю:
Охлаждение
Охлаждение — процесс понижения температуры тела или среды, противоположный нагреву.
В прикладных целях (получение искусственного холода) достигается отводом определённого количества теплоты. В промышленности и технике искусственный холод получают в основном используя холодильные машины и охлаждающие смеси. [1]
Для относительно кратковременного искусственного холода в условиях отсутствия источника энергии применяют аккумуляторы холода или сухой лёд.
Установки для создания искусственного холода — холодильники и кондиционеры производят отбор тепла либо просто перемещением теплоносителя (например, воздуха) из менее нагретых мест в охлаждаемые, либо по принципу теплового насоса, путём создания возле охлаждаемой области разрежения для испарения жидкости-теплоносителя, например, перекачиванием фреона по трубкам, либо (реже) посредством эффекта Пельтье.
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Охлаждение» в других словарях:
ОХЛАЖДЕНИЕ — ОХЛАЖДЕНИЕ, охлаждения, мн. нет, ср. (книжн.). 1. Действие по гл. охладить охлаждать в 1 знач. Произвести охлаждение чего нибудь. 2. Состояние по гл. охладиться охлаждаться. В воздухе чувствуется охлаждение. 3. перен. Состояние полного равнодушия … Толковый словарь Ушакова
охлаждение — выхолаживание, выстуживание, охолаживание, холодность, остуживание, охлажденность, захолаживание, подстуживание, выстывание Словарь русских синонимов. охлаждение сущ. 1. • остывание • простывание утрачивание части имеющегося тепла) 2 … Словарь синонимов
ОХЛАЖДЕНИЕ — ОХЛАЖДЕНИЕ, действие холода на организм. А. Влияние холода на низшие организмы. В литературе имеется ряд данных о крайней выносливости многих низших организмов (червей, членистоногих,, моллюсков) к холоду. Особенно стойки споры бактерий и… … Большая медицинская энциклопедия
охлаждение — ОХЛАДИТЬ, ажу, адишь; аждённый ( ён, ена); сов. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
охлаждение — Понижение температуры и (или) отвод теплоты. [ГОСТ 21957 76] Тематики криогенная техника … Справочник технического переводчика
ОХЛАЖДЕНИЕ — процесс уменьшения температуры какого либо нагретого тела (двигателя, деталей, аппаратуры и др.) за счёт отбора тепловой энергии посредством теплопроводности, конвекции, лучистого теплообмена. Различают О. воздушное, естественное, охлаждающими… … Большая политехническая энциклопедия
охлаждение — 3.17 охлаждение (cooling): Процесс, с помощью которого тепло, обусловленное потерями, выделяемыми в машине, передается первичной охлаждающей среде, которая может постоянно заменяться или может сама охлаждаться вторичной охлаждающей средой в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Охлаждение — [cooling] 1. Естественный или принудительный отвод теплоты от какого либо тела или его части. 2. Естественное или принудительное снижение температуры какого либо тела или его части. Смотри также: испарительное охлаждение воздушное охлаждение… … Энциклопедический словарь по металлургии
охлаждение — rus гипотермия (ж), охлаждение (с); понижение (с) температуры тела eng hypothermia fra hypothermie (f) deu Hypothermie (f) spa hipotermia (f) … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
охлаждение — ОХЛАЖДЕНИЕ, я, ср Перен. Состояние отчуждения, утраты интереса, любви к кому л.; Син.: равнодушие, безразличие, холод. Отношения мои с сослуживцами были по прежнему добрые, приятельские, но где то в них уже таилось едва заметное, едва… … Толковый словарь русских существительных
Удельная теплоемкость вещества
Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).
Нагревание и охлаждение
Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.
Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.
Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.
В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:
Нагревание
Охлаждение
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.
А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.
Виды теплопередачи
Здесь все совсем несложно, их всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность
Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.
Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.
Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.
Конвекция
Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.
Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.
Излучение
Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.
Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.
Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета
Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:
Нагревание
Охлаждение
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.
С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:
Удельная теплоемкость вещества
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:
Удельная теплоемкость вещества
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]
Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:
Количество теплоты, необходимое для нагревания тела
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!
Таблица удельных теплоемкостей
Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.
Что такое охлаждение в физике
При нагревании тело получает тепло, а при охлаждении отдает его.
Количество теплоты, полученное телом при нагревании, можно рассчитать по формуле:
— разность конечной и начальной температур.
Эта же формула годится для расчета количества теплоты, выделившейся при охлаждении тела.
При охлаждении тела до прежней температуры выделяется такое же количество теплоты, которое было затрачено на нагревание этого тела.
. 
1. Почему в водоемах летом вода на достаточной глубине плохо прогревается?
Нагревание воды солнечными лучами происходит сверху. Однако вода обладает плохой теплопроводностью.
2. Почему зимой на глубине у дна водоема сохраняется температура +4 градуса по Цельсию?
Нагревание пузырька плотничьего уровня.
Очень часто лед используется для охлаждения. Это возможно, потому что при таянии (плавлении) льда поглощается большое количество тепла.
Что такое холод с точки зрения физики?
Существует ряд очень простых вопросов, ответы на которые кажутся нам столь очевидными, что выдаются автоматически, без подключения мыслительного аппарата.
К примеру, всем, от мала до велика, известно, что такое холод. С точки зрения физики ответ будет далеко не простым, поскольку затронет основополагающие понятия этой науки.
Существует ли холод?
Многим из нас вопрос, существует ли вообще холод, покажется нелепым и бессмысленным. Конечно, холод существует, ведь вы не раз его ощущали и даже испытывали из-за него дискомфорт. Но если посмотреть внимательнее, мы увидим, что понятие холода – это всего лишь производное от понятия тепла: когда тепла много, мы ощущаем жар, когда его недостаточно – чувствуем холод.
Таким образом, с точки зрения физики, холода объективно не существует, это всего лишь недостаточное количество тепла. Согласно одной из легенд, популярных в мире учёных, впервые на эту проблему обратил внимание Альберт Эйнштейн, причём ещё в то время, когда был студентом.
При помощи собственных ощущений мы можем определять тепло и холод в достаточно узком диапазоне температур: всё, что нагрето выше 60-70 градусов Цельсия, будет для нас «очень горячим», а всё, что имеет температуру ниже нуля по Цельсию – «очень холодным».
Что говорят учебники физики?
Если открыть учебник физики, то именно это в нём и написано: холод – это состояние сравнительно низкой температуры, выражаемое в субъективном ощущении либо сравнении с более тёплым состоянием окружающей среды, предмета, субстанции. Т.е., говоря простыми словами, это недостаток тепла. На самом деле, какое-то количество тепла присутствует практически всегда, но если оно нам кажется недостаточным, то мы называем это состояние холодом.
В физике существует понятие абсолютного нуля, при котором вещества лишены тепловой энергии. Абсолютный нуль соответствует –273,15 градусам Цельсия, и в природе он возможен лишь в космическом вакууме и при полном отсутствии света или других излучений. В этом состоянии хаотическое движение элементарных частиц, свойственное всем без исключения веществам, полностью прекращается. Стоит веществу, находящемуся в состоянии полного покоя, получить хотя бы один квант тепловой энергии, движение частиц возобновляется.
Чем выше температура нагрева вещества, тем активнее и энергичнее движутся составляющие его частицы. Как известно, именно с этим связан процесс испарения: наиболее активные и подвижные молекулы отрываются от основной массы и в дальнейшем перемещаются уже среди молекул воздуха или иного газа.
Если же лишить частицы тепловой энергии, они становятся значительно менее подвижными. Внешне это выражается в выпадении капель конденсата или намерзании кристалликов инея на твёрдых поверхностях.
Охлаждение – процесс отъёма тепла
Чтобы сделать какой-либо предмет холодным, надо всего лишь отнять у него тепло, передав его излишек другому предмету или среде. Так, зимой достаточно поставить слишком горячий чай на открытый балкон, чтобы через несколько минут он остыл, отдав своё тепло окружающей среде. Летом мы, наоборот, охлаждаем свой напиток, бросая в стакан кусочки льда, которые постепенно тают, забирая лишнее тепло у сока или лимонада.
По принципу отъёма излишков тепла работают все современные холодильные установки. Изъятие тепловой энергии происходит за счёт испарения хладагента – специального вещества, которое активно испаряется при низкой температуре. Атомы хладагента отбирают тепловую энергию у воздуха, находящегося в камере холодильника, а тот, в свою очередь, охлаждает стенки камеры и лежащие на полках продукты.
Итак, что же такое холод?
Основываясь на вышеописанных примерах, мы можем уверенно утверждать: с точки зрения физики холода не существует. То, что мы называем холодом – всего лишь состояние недостаточного, с нашей точки зрения, тепла.
В целом же понятия «тёплого» и «холодного» являются нашими субъективными ощущениями: все предметы и среды, нагретые выше температуры нашего тела, будут казаться нам тёплыми или горячими, а всё, что имеет более низкую, чем наша кожа, температуру, покажется прохладным или холодным.