После включения нагревательного прибора температура воздуха

Терморегуляторы. Виды и работа. Применение и особенности

Для сохранения требующегося уровня температуры в нагревательных системах применяются электрические устройства, называемые терморегуляторы. Все приборы, имеющие в составе электронагревательные элементы, оборудованы электрическими терморегуляторами.

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор представляет собой электрическое устройство необходимое для автоматического регулирования температуры в охлаждающем и отопительном оборудовании. Они монтируются в системах обогрева, искусственного климата, охлаждающих либо морозильных системах. Широко используются в домашнем хозяйстве в обустройстве теплиц.

Цель работы терморегулятора определяется включением либо выключением нагревательных элементов какого-либо прибора при показателях температуры ниже или выше указанных соответственно. Благодаря работе терморегулирующих устройств, воздух в помещении, вода, поверхности приборов и т.п. имею стабильную температуру.

Работают все терморегуляторы, в каком бы приборе они не находились, по единому принципу. Автоматический регулятор получает данные о температуре из окружающей его среды, благодаря тому, что оснащается встроенным или выносным термодатчиком. Опираясь на полученную информацию, терморегулятор определяет, когда нужно включаться и отключаться. Чтобы исключить сбои в работе устройства, термодатчик надлежит устанавливать в помещении подальше от прямого влияния различного нагревательного оборудования, в противном случае, может возникнуть искажение показателей и, естественно, регулятор будет работать ошибочно.

Классификация терморегуляторов

Принцип работы всех устройств, регулирующих температуру одинаковый, но видов терморегуляторов очень много, и они отличаются по:
  • Назначению:
    — комнатные;
    — погодные.
  • Способу монтажа:
    — стенные;
    — настенные;
    — крепящиеся на DIN рейку.
  • Функциональным возможностям:
    — центральное регулирование;
    — беспроводное регулирование.
  • Способу управления:
    — механические;
    — электромеханические;
    — цифровые (электронные).
Также терморегуляторы отличаются техническими свойствами:
  • Диапазон измерений температуры. Разные модели терморегуляторов в зависимости от модификации поддерживают температуру от -60 до 1200 °С.
  • Количество каналов:
    — одноканальные. Применяются для автоматической регулировки и сохранения температуры объекта на указанном уровне. Отличаются меньшими размерами и весом от многоканальных приборов;
    — многоканальные. Выпускаются для фиксирования температуры серии стандартных термодатчиков. Их используют на производствах, лабораториях, а также в народном хозяйстве.
  • Габаритные размеры:
    — компактные;
    — большие;
    — крупные.
Применение регуляторов и датчиков температуры
Терморегуляторы могут устанавливаться в жилых и промышленных помещениях. В целом можно выделить учитывающие:
  • И контролирующие температуру воздуха в конкретной зоне помещения. Эти приборы относятся к категории комнатных регуляторов. Бывают аналоговые и цифровые.
  • И поддерживающие температуру определённых предметов – это регуляторы для полового отопления.
  • Температуру воздуха снаружи – погодные термостаты.
Регуляторы, которые эксплуатируются в промышленных помещениях, бывают двух видов:
  • Индустриальные пространственные . К этим приборам относятся аналоговые стенные регуляторы, имеющие повышенную защиту.
  • Индустриальные с отдельными датчиками . Это аналоговые приборы с внешними датчиками, которые могут быть настенными или устанавливаться на специальную рейку.
    Датчики могут устанавливаться на стены или в полу дома, в зависимости от их типа и назначения. Встроенные приборы монтируются в монтажную коробку прямо в стену, а приборы накладного типа просто прикрепляют на стену.
Выделяют также несколько видов датчиков по назначению:
  • Датчик температуры пола.
  • Датчик температуры воздуха.
  • Инфракрасный датчик для пола и воздуха.

Датчик, измеряющий температуру воздуха, часто размещают на корпусе терморегулятора. Терморегуляторы с инфракрасными датчиками можно применять для контроля всей системы отопления. Эти датчики отлично подходят для установки в ванные комнаты, душевые, сауны и прочие помещения с повышенной влажностью. Сам регулятор температуры надлежит размещать обязательно в сухом месте, от переизбытка влаги он может повредиться. Правда есть модели, с повышенной герметичностью, и их монтаж в ванную ничем не опасен для них.

Регуляторы для тёплых полов отличаются своим внутренним устройством, это:
  • Цифровые.
  • Аналоговые.

Цифровые устройства имеют хорошую стойкость к разным типам помех, поэтому исключают искажение данных и гарантируют большую точность, чем аналоговые.

Особенности функциональных возможностей электрических регуляторов температуры:
  • Беспроводное регулирование (дистанционное) . Рекомендовано применять при дополнительной инсталляции греющих элементов и проведении реконструкций, когда выполнять классическую регулировку невозможно или довольно трудно. Дистанционное управление исключает дополнительные строительно-ремонтные работы при электроинсталляции (к примеру, монтаже кабельной проводки).
  • Устройства программирования . Центральное (классическое) устройство позволяет производить регулирование температуры целого крупного объекта с одной точки. Для программирования регулятора используют компьютер или устройства управления. Также контроль осуществляется с помощью телефонного модема.
Принцип действия, плюсы и минусы

Механический регулятор температур считается простым и практичным устройством. Применяется в нагревательных и охладительных целях. Чаще всего представляет внешнее электроустановочное изделие, предназначенное для внутренней установки в жилые помещения в системы отопления. Внешний вид подобен стандартному запорному крану.

Специфичностью механических терморегуляторов является отсутствие электрической составляющей. Работает аппарат по особому принципу, заключающемуся в свойствах некоторых веществ и материалов менять свои механические качества от изменения температуры.

При изменении температуры до конкретно указанной, происходит разрыв или замыкание электрической цепи, что обуславливает выключение либо включение приборов для нагрева. Требуемый показатель температуры выбирается на шкале прибора путём вращения специального колесика.

Положительные моменты механических термостатов:
  • Надёжность.
  • Устойчивость к перепадам напряжения.
  • Не подвластны сбоям электроники.
  • Работают при отрицательных температурах.
  • Можно эксплуатировать в условиях резких изменений температуры.
  • Простое управление.
  • Длительный срок службы.
Недостатки:
  • Наличие погрешности.
  • Вероятность появления небольших щелчков при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели.
  • Низкая функциональность.

Независимо от недостатков, они являются самыми распространёнными и встречаются в организации обогревательных систем чаще других термостатов, благодаря простому управлению и невысокой стоимости.

Эксплуатация электромеханических термостатов

Электромеханические регуляторы температуры используется в различных бытовых электроприборах. Эти изделия бывают двух модификаций:

  • С биметаллической пластиной и группой контактов . Пластина, нагреваясь до определённой температуры, изгибается и размыкает контакты, из-за чего прекращается подача электротока на нагревательную спираль или ТЭН прибора. После остывания пластина прогибается обратно в своё исходное положение, контакты при этом замыкаются, возвращается подача электричества и прибор нагревается. Приборами с этими регуляторами пользуется в повседневной жизни практически каждый человек – это утюги, электроплиты, электрочайники и т.п.
  • С капиллярной трубкой . Изделие состоит из трубки, наполненной газом и помещённой в ёмкость с водой, а также контактов. Принцип действия базируется на особенностях материалов расширяться при определённых температурах. Вещество, находящееся в полой трубке, начинает расширяться при разогреве воды, из-за чего возникает замыкание контакта. После охлаждения воды, контакты размыкаются, а электроприбор начинает разогреваться. Подобными регуляторами чаще всего оснащаются водонагреватели, масляные обогреватели, бойлеры.

Электромеханические терморегуляторы зарекомендовали себя как неприхотливые устройства:

  • Автоматическое включение обогрева.
  • Герметичность.
  • Невысокая цена.
Минусы этих приборов:
  • Низкая функциональность.
  • Сложность добиться высокой точности регулирования.
Специфика электронных терморегуляторов

Электронные устройства очень распространены, они эксплуатируются с многими электрообогревателями. Обычно ими оборудуют общие отопительные системы и кондиционирования, а также тёплые полы.

Главные составляющие части:
  • Выносной термодатчик.
  • Контроллер — устройство, устанавливающее конкретный уровень температуры в доме, а также создающее команды включения и отключения нагревателя.
  • Электронный ключ – контактная группа.
Читать еще:  Пожарная лестница на балконе как обыграть

Датчик прибора отправляет данные о температуре контроллеру, который обрабатывает полученный сигнал и решает, требуется снижать или повышать температуру.

Виды электронных термостатов:
  • Обычные терморегуляторы . В этих приборах можно выставлять желаемые пределы температуры либо точную температуру, которая будет сохраняться. Устройства оборудованы электронным дисплеем.
  • Цифровые терморегуляторы :
    — С закрытой логикой. Устройства имеют неизменный алгоритм работы. Регулирование выполняется при помощи передачи команд по указанным параметрам конкретным приборам, которые были установлены заранее. Параметры задаются заранее в зависимости от нужд используемых приборов для определённой температуры. Корректировка программы этих регуляторов практически неосуществима, можно только менять основные параметры. Но именно эти термостаты наиболее часто применяют в быту.
    — С открытой логикой. Эти аппараты контролируют точный процесс обогрева помещений. Имеют расширенные настройки, благодаря чему можно поменять их алгоритм работы. Управляются кнопками или сенсорной панелью. Путём этих устройств можно включать либо отключать обогревательные системы в строго заданное время. Но их перепрограммированием должны заниматься специалисты. Эти регуляторы применяют чаще на производстве и в промышленности, чем в быту.

Программируемые термостаты удобно эксплуатировать, они открывают широкие возможности для тонкой настройки приборов на нужные температурные показатели, зависящие от требований отдельных зон помещений.

Достоинства:
  • Широкий диапазон регулировок.
  • Разнообразие дизайнерских решений.
  • Экономия электроэнергии.
  • Высокая точность.
  • Эффективность.
  • Безопасность при эксплуатации.

Также терморегуляторы просты в управлении и имеют не высокую стоимость, только эти два плюса не касаются регуляторов с открытой логикой. Электронные регуляторы нередко являются составной частью системы умного дома.

Какой температуры должны быть батареи в квартире в 2020 году

Ежегодное подорожание ресурсов заставляет конечного потребителя задумываться не только над их экономией, но и над качеством предоставляемых коммунальных услуг. Одна из самых весомых расходных статей в платеже за квартиру — отопление, поэтому за его параметрами потребители следят особенно тщательно. Для этого стоит выяснить, какова норма температуры батарей в квартире в 2020 году.

Температурные нормы системы отопления в многоквартирном доме

Схема отопления в многоквартирных домах строится во взаимодействии с централизованной системой, к которой подключены трубы. По ним теплоноситель направляется в многоквартирный дом, где его дальнейшая подача регулируется вводными задвижками. После этого вода уходит по стоякам и в конце концов попадает в батареи и радиаторы каждой квартиры.

Описанные процессы, а также все, что касается правил обеспечения населения коммунальными ресурсами, отражено в Постановлении Правительства РФ от 06.05.2011 № 354 «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов» (далее — Постановление № 354). Требования к качеству отопления закрепляются в разделе VI приложения № 1 к правилам Постановления № 354.

Кроме того, подробные правила оказания отопительных услуг прописаны в Приказе Росстандарта от 11.06.2014 № 544-ст «ГОСТ Р 51617-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Услуги жилищно-коммунального хозяйства и управления многоквартирными домами. Коммунальные услуги. Общие требования» (далее — ГОСТ Р 51617-2014) и «ГОСТ 30494-2011. Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», утвержденном приказом Росстандарта от 12.07.2012 № 191-ст (далее — ГОСТ 30494-2011).

Указанные акты устанавливают параметры теплоносителя системы отопления многоквартирного дома. Так, температура носителя тепла (воды) при подаче в систему равна температуре воды при ее выходе из отопительного котла. Как правило, теплоноситель должен быть доведен до температуры в 130-150 °С, но этот показатель зависит и от температуры на улице в регионе.

Обычно на выходе из котла вода должна иметь 115 °С.

Однако нормативная температура в отопительной системе может находится в пределах 95 °С или 105 °С (дли различных систем).

Далее для создания комфортных условий в помещении обеспечивается должное состояние параметров стояка, который проводит воду из теплового узла в квартиру. Они различаются в зависимости от летнего и зимнего сезона.

Конечно, на практике температура теплоносителя в стояке зависит от работы ТЭЦ и от теплопотерь по дороге к дому. Однако температура стояка зимой должна находится в диапазоне 70-90 °С.

Температурные нормы воздуха в квартире

Ощущение комфорта от обогрева помещения субъективно. Однако есть единые стандарты, обусловленные физиологическими потребностями человека, а также назначением помещений, в которых он пребывает.

Хотя существует достаточно большой диапазон нормы, предписывающей, какой должна быть температура воды в системе отопления многоквартирного дома, нормативы теплового режима воздуха в квартире весьма однозначны.

Так, в соответствии со стандартами, во время отопительного сезона в квартире должен сохраняться следующий температурный режим:

  • в жилой комнате — 18 °С;
  • в жилой угловой комнате — 20 °С;
  • в ванной комнате — 25 °С;
  • в туалете (отделенном от ванной) — 18 °С;
  • в совмещенном санузле — 25 °С;
  • в кухне — 18 °С.

Эта норма по ГОСТу позволяет сохранить здоровье жильцов, не подвергая их воздействию неблагоприятных условий.

Норма температуры батарей

К факторам, влияющим на обогрев помещения, относится теплопроводность, иные технические характеристики, а также порядок монтажа батарей. Поэтому соблюдение правил их установки и использования позволит обеспечить условия для того, чтобы температура радиаторов отопления в квартире и в доме соответствовала установленным нормам.

Кроме того, стоит внимательно отнестись к определению количества секций батареи в зависимости от площади помещения. Например, прибор, теплоноситель в котором прогрет до идентичной температуры, будет по-разному влиять на поток тепла при 5 и 7 секциях на нем.

Минимальное значение

В целях обеспечения норм отопления воздуха в жилых помещениях должны соблюдаться определенные температурные режимы радиаторов. Однако на законодательном уровне минимально допустимый показатель температуры самой батареи не установлен.

Логично, что при низкой температуре отопительного оборудования невозможно обеспечить +18-25 °С в жилье в холодное время года.

Если же батареи не обеспечивают должный уровень обогрева, стоит начинать поиск причины. Прежде чем проверять, какова температура труб, следует обратить внимание на особенности размещения прибора и наличие свободного доступа к батарее.

Вполне возможно, дело заключается только в том, что радиатор закрыт мебелью, препятствующей циркуляции нагретого воздуха, либо огорожен специальной защитной панелью.

Максимальное значение

В свою очередь, тому, какой в действительности должна быть верхняя норма зимой, уделено больше внимания. Так, допустимый максимум температурной нормы радиатора в жилом помещении равен 95 °С, если жилье оборудовано двухтрубной системой отопления.

Если же система однотрубная, максимальная температура батареи не должна превышать 115°С.

Следует заметить, что в качестве оптимальной рекомендации приводится цифра 85-90°С. Она определена для практических целей. Такая максимальная температура воды в системе отопления многоквартирного дома связана с кипением воды при 100°С. При превышении этой цифры радиатор быстрее выходит из строя.

Пройдите социологический опрос!

Как узнать температуру теплоносителя в батареях

Когда возникают сомнения в качестве предоставляемых услуг по отоплению, а обитатели квартиры начинают попросту замерзать, следует предпринять меры по установлению причины. Для этого измеряют температуру:

  • воздуха в комнате;
  • труб;
  • батареи;
  • теплоносителя — воды в отопительной системе.

Полученные данные помогут понять, действительно ли в помещении неоправданно холодно или же это просто субъективные ощущения.

Нужно принимать во внимание, что самостоятельные замеры показателей отопления не являются прямым доказательством нарушения норм. Однако они могут служить основанием для подачи жалобы и приглашения для контрольных замеров представителей обслуживающей организации.

Читать еще:  Унитазы какой фирмы качественные

Определяем температуру воды в центральной системе

Следует заметить, что достоверно измерить температуру теплоносителя в системе центрального отопления не так уж просто. Наиболее точным показателем остается лишь температура воздуха в помещении. Однако можно поступить следующим образом:

  1. Открыть кран, если он установлен на радиаторе в квартире.
  2. Подставить под него какую-либо емкость, предварительно поместив туда термометр.
  3. Набрать воду.
  4. Ожидать конечного показателя термометра.

Этот показатель должен соответствовать описанным нормативам, но допускается и отклонение от них в сторону повышения. Предельное отклонение температуры — до 4 °С.

Кроме того, если в отопительной системе квартиры обнаруживается воздух, следует обратиться в обслуживающую организацию.

Определяем показатели горячей воды

Существует еще один способ установить истину, связанный с тем, что температура отопительных батарей в квартире и показатели горячего водоснабжения находятся в прямой зависимости. Поэтому целесообразно измерить градус воды так:

  1. Открыть горячий кран.
  2. Подождать 3 минуты, чтобы вода нагрелась до максимального значения.
  3. Взять емкость и подставить ее под струю, не закрывая кран.
  4. Погрузить термометр по центру емкости.
  5. Подождать получения окончательных показаний прибора.

Если прибор покажет число от 60 до 75 °С, с теплоносителем все в норме. Если температурные данные ниже, возможно и в системе отопления вода недостаточно нагрета.

Как правильно измерить температуру батареи

Когда вопрос с теплоносителем выяснен, можно задумываться над тем, как измерить температуру батареи в квартире. Это несложно сделать следующими способами:

  1. Использовать обычный бытовой термометр. Его нужно приложить к батарее и дождаться момента, когда он нагреется. Для учета погрешности лучше прибавить к полученным данным 1-2 градуса.
  2. Применить спиртовой термометр, прикрепив его к радиатору при помощи скотча, а затем утеплив изоляционным материалом, например, поролоном. Информация, полученная таким методом, показательна в динамике. Прибор можно оставить на длительный период для постоянного мониторинга ситуации.
  3. Воспользоваться инфракрасным термометром. На практике они отличаются маленькой погрешностью, к тому же не требуют непосредственного контакта с отопительным прибором. И результат выдается мгновенно.
  4. Использовать электрический измерительный прибор с терморампой и датчиком. Датчик устанавливается на батарею, а прибор при выборе функции «измерить температуру» показывает ее значение.

Как действовать, если нормы нарушены

Если обнаружилось, что батареи в квартире холодные, следует выяснить, является ли это проблемой исключительно данного помещения или с ней столкнулись все жильцы дома. Коллективное обращение всегда привлекает большее внимания, чем индивидуальное.

При неудовлетворительном качестве отопления, которое не соответствуют СНиП, жалобу можно подать:

  • в обслуживающую организацию: товарищество собственников жилья, управляющую компанию, жилищно-строительный кооператив;
  • ресурсоснабжающую компанию;
  • аварийно-диспетчерскую-службу;
  • жилищную инспекцию. В ней обычно функционирует специальная горячая линия для подобных обращений.

Организации примут жалобу по телефону, а затем зарегистрируют ее. После этого специалисты установят и устранят причину отсутствия отопления, зафиксировав нарушение.

Позже на основании акта осмотра теплосетей происходит перерасчет за период отсутствия тепла.

Если вышеперечисленные организации не принимают никаких мер по восстановлению отопления, следует обратиться с жалобой в Роспотребнадзор и прокуратуру.

Законодатель установил нормативы характеристик системы отопления, уделив особое внимание оптимальной температуре в жилом помещении. Ее значение является самым важным для жильцов, к тому же его легко проверить. Если оно ниже положенного, значит и батарея недостаточно нагрета. А в случае несоответствия нормам можно подать жалобу в обслуживающие организации, не забыв о перерасчете платы при обнаружении факта оказания отопительных услуг ненадлежащего качества.

Юрист. Член Адвокатской палаты г. Санкт-Петербурга. Опыт работы более 10 лет. Окончил Санкт-Петербургский государственный университет. Специализируюсь в сфере гражданского, семейного, жилищного, земельного права.

После включения нагревательного прибора температура воздуха

Определить количество теплоты, которое сообщено 2 кг гелия при постоянном объеме, если его температура повысилась на 100 К. На сколько изменилась внутренняя энергия газа и какая работа была совершена им?

Количество теплоты, сообщенное газу при постоянстве его объема равно:

Q V = 2 кг · 3,1·10 3 Дж/К·кг · 100 К = 6,2·10 5 Дж.

Так как V = const , A = 0.

Тогда, согласно первому закону термодинамики Δ U = Q V .

До какой температуры нагреется газ, содержащийся в баллоне объемом V при давлении p 1 и температуре T 1 , если ему сообщить количество теплоты Q ?

Количество теплоты, сообщенное газу при его постоянном объеме, равно: Q V = c V m ( T 2 – T 1).

Отсюда:

Из уравнения Менделеева–Клапейрона для начального состояния газа:

Окончательно имеем:

Найти работу, совершаемую идеальным газом в количестве 2 моль в процессе, изображенном на графике. p 2 = 5 p 1; T 4 = 2 T 1; T 1 = 280 К .

Изобразим процесс в осях p – V . Так как на изохорах работа не совершается, то работа за цикл равна: A = p 2( V 2 – V 1) – p 1( V 2 – V 1) = ( p 2 – p 1)( V 2 – V 1).

Разность объемов газа можно найти из уравнения Менделеева–Клапейрона, записав его для состояний 1 и 4:

Вычитая из второго уравнения первое, имеем:

Так как по условию задачи Т 4 = 2 Т 1, то:

Работа за цикл равна:

После подстановки численных данных, А = 18,6 кДж.

С какой скоростью должны лететь две мухи навстречу друг другу, чтобы после столкновения от них «мокрого места не осталось»?

Предположим, что мухи состоят полностью из воды.

Если мухи одинаковы и если удар является абсолютно неупругим, очевидно, что кинетическая энергия, которой обладали мухи, пойдет на нагревание и испарение жидкости, доведенной до кипения.

Таким образом, энергетическое уравнение, описывающее этот процесс, будет выглядеть следующим образом: кинетическая энергия, которой обладают две мухи, равна количеству теплоты, идущему на нагревание и на парообразование всей воды, из которой они состоят:

где c – удельная теплоемкость воды, r – удельная теплота парообразования воды.

Производим преобразования и получаем:

Мы видим, что скорость не зависит от массы мух, а зависит только от удельной теплоемкости, удельной теплоты парообразования той жидкости, из которой они состоят (воды) и изменения температуры. Очевидно, что конечная температура в уравнении 100 градусов, начальную температуру мы можем задать сами, например 20 или 30 градусов. Значение постоянных величин можно найти в таблице.

В жилой комнате было холодно. После того как затопили батареи, температура воздуха повысилась на Δ t = 20° . Объем комнаты V = 150 м 3 . Как изменилась внутренняя энергия воздуха, находящегося в комнате?

Рассматривая эту задачу на качественном уровне, мы можем провести следующие рассуждения.

Воздух нагревается, средняя кинетическая энергия молекул увеличивается. Следовательно, увеличивается и внутренняя энергия воздуха в комнате. Зная изменение температуры, мы можем рассчитать изменение средней кинетической энергии молекул. Зная объем комнаты, мы можем рассчитать количество молекул, находящихся в ней, и ответить на поставленный вопрос.

Но речь идет о жилой комнате. В ней есть щели, через которые воздух может выходить наружу. По всей видимости, комната не теплоизолирована и часть энергии может расходоваться не на нагревание воздуха в комнате, а на нагревание улицы. Как учесть потери энергии не очень понятно. Но очевидно, что в жилой комнате внутренняя энергия меняется не на ту же самую величину, что в закрытой и теплоизолированной комнате при увеличении температуры воздуха, находящегося в ней.

Как же решить задачу?

Пусть, для простоты рассуждений, воздух в комнате представляет собой одноатомный идеальный газ.

Попытаемся ответить на вопрос: какая часть энергии, получаемой от батарей, теряется? Исходя из формальных соображений, внутренняя энергия одноатомного идеального газа рассчитывается по формуле: где m – масса воздуха в комнате, μ – его молярная масса, Т – абсолютная температура.

Запишем для воздуха, находящегося в комнате, уравнение Менделеева–Клапейрона:

Читать еще:  Сколько по времени устанавливают кондиционер

Решим данные уравнения совместно. Получаем:

Если комната не является герметичной, то давление газа в ней не меняется при повышении температуры и равно атмосферному давлению.

При неизменном давлении и объеме, внутренняя энергия воздуха, находящегося в комнате, остается постоянной.

Мы пришли к довольно странному результату, который можно было бы получить и иным способом: Q = Δ U = c V m Δ T , U = c V mT .

Произведение массы на изменение температуры также можно было бы найти, используя уравнение Менделеева–Клапейрона:

откуда:

Получаем тот же самый результат: внутренняя энергия воздуха в комнате остается величиной постоянной.

Как объяснить данный результат?

Оказывается, что энергия, которая поступает от батарей, и в процессе нагревания, и в процессе поддержания температуры, остается одной и той же.

Получается, что батареи топят для того, чтобы обогревать улицу!?

Но данная ситуация может показаться не столь странной, если мы вспомним, что в течение миллиардов лет Земля получает энергию от Солнца. Эта энергия весьма велика. Но изменения средней температуры земной атмосферы, самой Земли практически не происходит. Это объясняется тем, что Земля выбрасывает в космос в среднем такое же количество тепла, какое получает извне.

Баланс температур может поддерживаться только в том случае, если энергия, получаемая системой, будет равна энергии, теряемой системой.

Следовательно, батареи нужны не для того, чтобы повышать энергию воздуха в комнате, а для того, чтобы поддерживать температуру постоянной, так как наша жизнедеятельность может протекать только в определенном температурном интервале.

Повторительно-обобщающий урок в 10 классе по теме «Основы термодинамики»(подготовка к контрольной работе)

Курс повышения квалификации за 340 рублей!

Эмоциональное выгорание педагогов. Профилактика и способы преодоления

Повторительно-обобщающий урок в 10 классе по теме «Основы термодинамики»

Эскеров Айваз Бахышевич, преподаватель физики

Цели урока: повторить, углубить и обобщить материал по теме «Основы термодинамики»

Тип урока: урок применение полученных знаний.

Оборудование : компьютер учителя, мультимедийный проектор , интерактивная доска.

Литература: Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н “Физика — 10”

1.Организационный момент ( проверяется )

присутствие учащихся на уроке

готовность учащихся к уроку (наличие ручек, тетрадей,книг )

психологический настрой учащихся к уроку

сообщение темы, цели урока, формы проведения, задач стоящих перед учащимися.

Проверяются основные понятия темы — фронтальный опрос

1. В тёплую комнату внесли с улицы бутыль, закрытую пробкой. Через некоторое время пробка выскочила из бутыли. Почему?

Ответ : при нагревании газа в бутыли его внутренняя энергия увеличилась и совершилась работа.

2. Резиновый мяч упал с некоторой высоты. После удара о землю он подскочил вверх. Какие превращения энергии произошли при этом?

Ответ: потенциальная энергия превратилась в кинетическую энергию.

3. Почему при обработке детали напильником деталь и напильник нагреваются?

Ответ : за счёт силы трения.

4. Почему, помешивая ложечкой горячий чай, мы вызываем его охлаждение?

Ответ : происходит процесс теплопередачи.

5. Какой газ приданной температуре обладает большей внутренней энергией — идеальный или реальный (при равном числе молекул)?

Ответ : реальный, т.к. его молекулы обладают потенциальной и кинетической энергиями.

6. Совершается ли работа в следующих случаях?

А) резиновый мяч надувают насосом – совершается

Б) тот же мяч раздувается при нагревании – совершается

В) воду нагревают в открытой кастрюле – совершается

Г) воду нагревают в закрытом сосуде – не совершается

7. Может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена с окружающей средой? Как это происходит?

8. Почему бензин, поступающий в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, испаряется в основном не во время такта всасывания, а во время такта сжатия?

Ответ : при U=A повышается температура смеси, Что способствует испарению бензина.

9. Какие процессы называют необратимыми? Приведите примеры.

Ответ : это процессы, протекающие только в одном определенном направлении, в обратном направлении они самопроизвольно протекать не могут. Все процессы в природе необратимы.

10. Если из стакана вылить часть воды, то суммарная кинетическая энергия молекул уменьшится. Означает ли это, что температура уменьшилась?

Ответ: нет, температура воды не изменится.

11. После включения нагревательного прибора температура воздуха в комнате повысилась. Увеличилась ли внутренняя энергия воздуха в комнате?

Ответ : да, т.к. внутренняя энергия зависит от температуры.

12. Возможна ли передача теплоты от холодильника нагревателю без совершения работы?

Ответ: нет, т.к. это необратимый процесс.

В). Самостоятельное работа с учебником.

Пользуясь учебником и рабочей тетрадью, повторите материал §§75-82. На основании этого материала заполните таблицу. В каждом случае поясните величины, входящие в расчётную формулу.

3.Закрепление знаний по теме. Решение качественных, расчётных и графических задач.

1) Стержень отбойного молотка приводится в движение сжатым воздухом. Масса воздуха в цилиндре за время хода поршня меняется от 0,1 до 0,5 г. Считая давление воздуха в цилиндре и температуру (27 о С) постоянными, определите работу газа за один ход поршня. Молярная масса воздуха M=0,029 кг/моль.

2) Какую работу совершает 1000 молей идеального газа и какова будет температура газа, если, нагреваясь, газ изобарно расширился до объёма вдвое больше первоначального?

3) На рисунке 1 дан график изобарного процесса. Запишите первый закон термодинамики для этого случая. Отдаёт или получает газ тепло?

рис.1

4) * Один моль одноатомного идеального газа находится в закрытом балоне при температуре 27 о С. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы повысить его давление в три раза?

5) Температура нагревателя идеальной тепловой машины 207 о С, а холодильника 17 о С. Ежесекундно машина получает от нагревателя 5*10 4 Дж теплоты. Найдите КПД тепловой машины, количество теплоты, отдаваемое каждую секунду холодильнику.

5. Домашнее задание. Повторить §§75-82 . Стр208-236

Домашняя контрольная работа

1. Какая работа совершается при изобарном нагревании на 500 К 2 моль идеального одноатомного газа? Как изменяется его внутренняя энергия? Какое количество теплоты при этом расходуется? (Ответ: 8310 Дж, 12465 Дж, 20775 Дж.)

Какую работу совершил азот, массой 420 г, при изобарном нагревании от 40 до 100 С? Какое количество теплоты ему при этом сообщили? Как изменилась его внутренняя энергия? (Ответ: 7,5 кДж, 25,2 кДж, 17,7 кДж.)

При изобарном нагревании 3 моль одноатомного идеального газа его объем увеличился на 10 л Определить работу газа, если его давление равно 0,2 МПа. Как изменилась внутренняя энергия газа? Какое количество теплоты он получил? (Ответ: 2 кДж; 3 кДж; 5 кДж.)

Температура нагревателя идеальной тепловой машины 250 С, а холодильника 30 С. Найти КПД машины. Какую работу совершает машина, получив от нагревателя 50 кДж энергии за 3 секунды? Найти мощность машины. (Ответ: 42 %; 21 кДж, 7 кВт)

В идеальной тепловой машине с КПД 25 % количество теплоты, получаемой от нагревателя за 2 секунды равно 160 кДж. Найти количество теплоты отдаваемой холодильнику за это время, работу, совершаемую машиной и мощность машины. (Ответ: 120 кДж; 40 кДж; 20 кВт. )

Сколько воды можно вскипятить в печи с к.п.д. 20 %, сжигая 0,5 кг каменного угля? Начальная температура воды 20 С. (Ответ: 12,5 кг.)

Сколько льда, взятого при температуре плавления 0˚С можно растопить сжигая 10 кг дров в печи с КПД 40%. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. (Ответ: 100,6 кг).

Найти к.п.д. тракторного двигателя, который развивает мощность 90 кВт и расходует за 1 час 22 кг дизельного топлива. (Ответ: 35 %.)

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector