Работа и мощность постоянного тока. закон джоуля-ленца

Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца

Подробности Работа тока — это работа электрического поля по переносу электрических зарядов вдоль проводника; Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого работа совершалась.

Применяя формулу закона Ома для участка цепи, можно записать несколько вариантов формулы для расчета работы тока:

По закону сохранения энергии:

работа равна изменению энергии участка цепи, поэтому выделяемая проводником энергия равна работе тока.

В системе СИ:

ЗАКОН ДЖОУЛЯ -ЛЕНЦА

При прохождениии тока по проводнику проводник нагревается, и происходит теплообмен с окружающей средой, т.е. проводник отдает теплоту окружающим его телам

Количество теплоты, выделяемое проводником с током в окружающую среду, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

По закону сохранения энергии количество теплоты, выделяемое проводником численно равно работе, которую совершает протекающий по проводнику ток за это же время.

В системе СИ:

= 1 Дж

МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

— отношение работы тока за время t к этому интервалу времени.

В системе СИ:

Следующая страница «Электрический ток в металлах. Сверхпроводимость»

Назад в раздел «10-11 класс»

Электростатика и законы постоянного тока — Класс!ная физика

Электрический заряд. Электризация. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Единица электрического заряда — Близкодействие и дальнодействие. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии электрического поля — Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков — Потенциальная энергия тела в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов. Связь между напряженностью электростатического поля и разхностью потенциалов — Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора — Электрический ток. Сила тока. Условия, необходимые для существования электрического тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление — Работа и мощность тока

Емкость или накопленный заряд?

Когда говорят или пишут об автомобильных аккумуляторах, часто упоминают величину, которую называют емкостью аккумулятора и выражают в ампер-часах (для небольших аккумуляторов — в миллиампер-часах). Но, строго говоря, ампер-час не является единицей емкости. Емкость в теории электричества измеряют в фарадах. А ампер-час — это единица измерения заряда! То есть характеристикой аккумулятора нужно считать (и так это и называть) накопленный заряд.

Следует обратить внимание, что даже из определения кулона видно, что заряд характеризует некий процесс, а именно процесс прохождения тока по проводнику. То же самое следует даже из названия другой величины: один ампер-час — это когда ток силой в один ампер протекает по проводнику в течение часа

На первый взгляд может показаться, что тут какая-то нестыковка. Ведь если мы говорим о сохранении энергии, то накопленная в любом аккумуляторе энергия должна измеряться в джоулях, поскольку именно джоуль в физике служит единицей измерения энергии. Но давайте вспомним, что ток в проводнике возникает только тогда, когда имеется разность потенциалов на концах проводника, то есть к проводнику приложено напряжение. Если напряжение на клеммах аккумулятора равно 1 вольту и по проводнику протекает заряд в один ампер-час, мы и получаем, что аккумулятор отдал 1 В · 1 А·ч = 1 Вт·ч энергии.

Таким образом, применительно к аккумуляторам правильнее говорить о накопленной энергии (запасенной энергии) или о накопленном (запасенном) заряде. Тем не менее, поскольку термин «емкость аккумулятора» широко распространен и как-то более привычен, будем использовать и его, но с некоторым уточнением, а именно, будем говорить про энергетическую емкость.

Используя это понятие, попытаемся приблизительно посчитать и сравнить энергетическую емкость различных типов накопителей энергии.

Расчет температуры при известной величине количества теплоты

При нагревании куска меди было затрачено $22 \space кДж$. Масса этого куска составляет $300 \space г$. Начальная температура была равна $20 \degree C$. До какой температуры нагрели кусок меди?

Дано:$m = 300 \space г$$t_1 = 20 \degree C$$c = 400 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$$Q = 22 \space кДж$

СИ:$0.3 \space кг$$22 000 \space Дж$

$t_2 — ?$

Посмотреть решение и ответ

Скрыть

Решение:

Запишем формулу для расчета количества теплоты:$Q = cm(t_2 — t_1)$.

Постепенно выразим из этой формулы искомую температуру $t_2$:$t_2 — t_1 = \frac{Q}{cm}$,$t_2 = \frac{Q}{cm} + t_1$.

Рассчитаем $t_2$:$t_2 = \frac{22 000 \space Дж}{400 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C} \cdot 0.3 \space кг} + 20 \degree C \approx 183 \degree C + 20 \degree C \approx 203 \degree C$.

Ответ: $t_2 \approx 203 \degree C$.

Как перевести Килоджоули в калории?

КДж в Ккал

1 КДж = 0.2388 Ккал	10 КДж = 2.3885 Ккал
3 КДж = 0.7165 Ккал	30 КДж = 7.1654 Ккал
4 КДж = 0.9554 Ккал	40 КДж = 9.5538 Ккал
5 КДж = 1.1942 Ккал	50 КДж = 11.9423 Ккал
6 КДж = 1.4331 Ккал	100 КДж = 23.8846 Ккал

Как рассчитать Килоджоули?

1 килокалория = 4.1868 кДж. Соответственно, чтобы перевести килоджоули в килокалории, надо число килоджоулей поделить на 4.1868. А если нужны именно калории, то полученное число умножаем на 1000….

Как считается энергетическая ценность продукта?

Зависит от химического состава пищи (количества белков, жиров, углеводов и других веществ). Энергетическая ценность как правило указывается на упаковке любых продуктов, изготавливаемых промышленностью. Калорийность пищи рассчитывают посредством её сжигания в калориметре.

Как вычислить энергетическую ценность?

Расчет энергетической ценности продуктов производится путем определения количества Ккал каждого показателя: углеводов, белков, жиров и кислот на 100 гр. – 4,0 Ккал; жиры (1 гр.) – 9,0 Ккал.

Расчет количества теплоты, затраченного на нагревание двух тел

В железный котелок массой $4 \space кг$ налили воду массой $10 \space кг$ (рисунок 1). Их температура $25 \degree C$. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы нагреть котелок и воду до температуры $100 \degree C$?

Рисунок 1. Нагревание воды в котелке.

Обратите внимание, что нагреваться будут сразу два тела: и котелок, и вода в нем. Между постоянно будет происходить теплообмен

Поэтому их температуры мы можем считать одинаковыми.

Отметим, что массы котелка и воды различные. Также они имеют различные теплоемкости. Значит, полученные ими количества теплоты будет различными.

Теперь мы можем записать условие задачи и решить ее.

Дано:$m_1 = 4 \space кг$$c_1 = 460 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$$m_2 = 10 \space кг$$c_2 = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$$t_1 = 25 \degree C$$t_2 = 100 \degree C$

Q-?

Посмотреть решение и ответ

Скрыть

Решение:

Для расчета полученного количества теплоты используем формулу $Q = cm(t_2 — t_1)$.

Запишем эту формулу для количества теплоты, полученного котелком:$Q_1 = c_1m_1(t_2 — t_1)$.

Рассчитаем это количество теплоты:$Q_1 = 460 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C} \cdot 4 \space кг \cdot (100 \degree C — 25 \degree C) = 1840 \frac{Дж}{\degree C} \cdot 75 \degree C = 138 000 \space Дж = 138 \space кДж$.

Количество теплоты, полученное водой при нагревании будет равно:$Q_2 = c_2m_2(t_2 — t_1)$.

Подставим численные значения и рассчитаем:$Q_2 = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C} \cdot 10 \space кг \cdot (100 \degree C — 25 \degree C) = 42000 \frac{Дж}{\degree C} \cdot 75 \degree C = 3 150 000 \space Дж = 3150 \space кДж$.

Общее количество теплоты, затраченное на нагревание котелка и воды:$Q = Q_1 +Q_2$,$Q = 138 \space кДж + 3150 \space кДж = 3288 \space кДж$.

Ответ: $Q = 3288 \space кДж$.

Мощность пневматического пистолета, равная 7,5 Дж — разрешенная граница

Многих интересуют модели с таким показателем дульной энергии – их и оформлять не нужно, и сила выстрела у них внушительная. Заметим, что часто добиться увеличения мощности можно с помощью небольшого апгрейда (проще всего это сделать с пневматами, имеющими обозначение F, так как производитель изначально заложил в них больше возможностей). Кроме того, мощность семь с половиной джоуля имеет оружие, стреляющее патронами флобера, которое в Украине продается свободно, но в России запрещено. Далее будем говорить о пистолетах, дульная энергия которых максимально приближена к разрешенной границе. Представляем несколько популярных моделей.

Аникс А-3000 LB Скиф

Пневматический пистолет Аникс А-3000 LB Скиф

Пневматический газобаллонный пистолет калибра четыре с половиной миллиметра, производящийся российской , имеет достаточно длинный ствол, являющийся имитатором глушителя. Это положительным образом сказывается на дульной энергии (указывается ее значение до 7,5 джоуля). Его корпус выполнен из качественного стеклопластика (от фирмы Дюпон). Предохранитель, курок, прицел и затвор – металлические. Ствол подвижен, имеет 6 прямоугольных нарезов и длину 11,65 см. Масса изделия – 785 г (без магазина).

Применяется предохранитель флажкового типа, УСМ – двойного действия.

Пистолет ИЖ МР-651-09 К

Пневматический пистолет ИЖ МР-651К

Это изделие калибра четыре с половиной миллиметра от знаменитой компании из Ижевска являет собой весьма интересный экземпляр. Ведь благодаря модульной конструкции он может превратиться и в пистолет-пулемет, и в винтовку с коротким прикладом, и в пистолет с эргономичным дизайном. Корпус – литой, выполнен из алюминиевого сплава. Рукоятка, магазин и планка прицела – пластиковые, но весьма прочные. Ствол стальной, длиной 14,8 см. Вес устройства – от 0,7 до 1,5 кг (в зависимости от сборки).

Стрельба идет на энергии баллончика с СО2 (8 или 12 г). Можно стрелять шариками 4,5 мм (отметим, что их в магазин поместится целых 23 штуки) или пулями до 7 мм длиной (которых в магазине будет 8 штук). Для этого в комплекте идут два разных магазина. Скорость летящего заряда – 120 метров в секунду. Дульная энергия заявлена до 7,5 джоуля. Стоимость изделия – 3200 рублей.

ИЖ МР-661К «Дрозд»

Пневматический пистолет ИЖ МР-661К «Дрозд»

Эту газобаллонную модель, калибр которой равняется 4,5 мм, именуют пистолетом-автоматом – уж очень необычный дизайн она имеет. Устройство может работать на баллончиках с углекислым газом весом 8 или 12 г. Корпус его изготовлен из прочного полиамида, длинный (18,5 см) ствол с шестью нарезами сделан из стали. Вес пистолета – 1400 г.

Задачи на количество теплоты с решениями

Формулы, используемые на уроках «Задачи на количество теплоты,
удельную теплоемкость».

1 г = 0,001 кг; 1 т = 1000 кг; 1 кДж = 1000 Дж; 1 МДж = 1000000 Дж

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1.
В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?

При решении задачи нужно учесть, что оба тела — и котёл, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С — 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.

Задача № 2.
Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.

Задача № 3.
Стальная деталь массой 3 кг нагрелась от 25 до 45 °С. Какое количество теплоты было израсходовано?

Задача № 4.
В сосуде содержится 3 л воды при температуре 20 °С. Сколько воды при температуре 45 °С надо добавить в сосуд, чтобы в нём установилась температура 30 °С? Необходимый свободный объём в сосуде имеется. Теплообменом с окружающей средой пренебречь

Задача № 5.
На сколько градусов изменилась температура чугунной детали массой 12 кг, если при остывании она отдала 648000 Дж теплоты?

Задача № 6.
По графику определите удельную теплоёмкость образца, если его масса 50 г.

Задача № 7.
Для нагревания медного бруска массой 3 кг от 20 до 30 °С потребовалось 12000 Дж теплоты. Какова удельная теплоемкость меди?

Задача № 8.
Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?

Задача № 9.
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды объемом 0,5 л; олова массой 500 г; серебра объемом 2 см3; стали объемом 0,5 м3; латуни массой 0,2 т?

Задача № 10.
Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 °С до кипения при температуре 100 °С?

Задача № 11.
а) Воздух, заполняющий объем 0,5 л в цилиндре с легким поршнем, нагрели от 0 до 30 °С при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух? б) В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке? (Удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме равна 720 Дж/кг-°С.)

Задача № 12.
ОГЭ
Металлический цилиндр массой m = 60 г нагрели в кипятке до температуры t = 100 °С и опустили в воду, масса которой m_в = 300 г, а температура t_в = 24 °С. Температура воды и цилиндра стала равной Θ = 27 °С. Найти удельную теплоёмкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Удельная теплоёмкость воды с_в = 4200 Дж/(кг К).

Задача № 13.
В теплоизолированном сосуде сначала смешивают три порции воды 100 г, 200 г и 300 г с начальными температурами 20 °C, 70 °C и 50 °C соответственно. После установления теплового равновесия в сосуд добавляют новую порцию воды массой 400 г при температуре 20 °C. Определите конечную температуру в сосуде. Ответ дайте в °C, округлив до целого числа. Теплоёмкостью калориметра пренебрегите.

Решение.

Ответ: 39 °С.

Задача № 14. (повышенной сложности)
Стальной шарик радиусом 5 см, нагретый до температуры 500 ˚С, положили на лед, температура которого 0 ˚С. На какую глубину погрузится шарик в лед? (Считать, что шарик погрузился в лед полностью. Теплопроводностью шарика и нагреванием воды пренебречь.)

Дано: R = 0,05 м; t₁ = 500 ˚С; t₂ = 0 ˚С;
ρ₁ (плотность стали) = 7800 кг/м3.;
ρ₂ (плотность льда) = 900 кг/м3.
c (удельная теплоемкость стали) = 460 Дж/кг •˚С,
λ (удельная теплота плавления льда) = 3,3 • 105 Дж/кг,

Найти: h – ?

Конспект урока «Задачи на количество теплоты».

Посмотреть конспект урока по теме «Количество теплоты. Удельная теплоемкость»

Следующая тема: «ЗАДАЧИ на сгорание топлива с решениями».

Сколько ньютонов в 60 кг?

Например, на Земле, где ускорение свободного падения составляет 9.8 м/с.2, человек массой 60 кг весит 588 ньютонов (132 lbs).

Что такое джоулевые измерения? Единицы и размеры

Количество	Размеры	Ед. изм
энергетика		джоуль
количество тепла		джоуль
Работа		джоуль
мощностью		ватт

Что такое ньютон единица СИ?

Ньютон, абсолютная единица силы в Международной системе единиц (единицы СИ), сокращенно Н. Она определяется как сила, необходимая для обеспечения массы в один килограмм с ускорением один метр в секунду в секунду.

Как перевести джоули в ньютоны? 1 джоуль равен 1 ньютон-метру. Отношение джоулей к ньютон-метрам составляет 1:1. Если вам нужно преобразовать любое число из джоулей в ньютоны, все, что вам нужно сделать, это умножьте на 1.

Как найти джоули в химии?

Формулы

→ джоули = граммы * c * ΔT.
T = температура в ºC или кельвинах.
Удельная теплоемкость с зависит от нагреваемого материала. Его единицы джоулей / _{граммºC} .

Как преобразовать N в J? Чтобы перевести любое число из ньютонов в джоули, умножьте число на 1. Отношение ньютонов к джоулям на метр составляет 1:1. Например, вы хотите преобразовать силу в 9.6 ньютона в джоули на метр. Умножьте 9.6 на 1, и вы получите 9.6 джоулей на метр.

Какая формула энергии?

Обзор работы, энергии и мощности

Что такое работа, энергия и сила?
Работа
Энергия
Определение	Энергия определяется как способность совершать работу.
Формула	Энергия, запасенная в объекте из-за его положения и высоты, известна как потенциальная энергия и определяется по формуле: PE = mgh

Как перевести кДж в кг? Укажите ниже значения для преобразования килограмм/джоуль [кг/Дж] в килограмм/килоджоуль [кг/кДж] или наоборот. … Килограмм / джоуль в Килограмм / килоджоуль Таблица преобразования.

Килограмм / джоуль [кг / Дж]	Килограмм / килоджоуль [кг / кДж]
0.01 кг / Дж	10 кг / кДж
0.1 кг / Дж	100 кг / кДж
1 кг / Дж	1000 кг / кДж
2 кг / Дж	2000 кг / кДж

Как связан ватт и джоуль?

1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями: Вт = Дж / с = кг·м²/с

Что означает слово ватт?

Ватт (обозначение: Вт, W) — в системе СИ единица измерения мощности. В ваттах и, следовательно, киловаттах измеряется мощность, то есть количество энергии, потребляемое прибором за единицу времени.

Сколько джоулей в 1 кг?

Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы. Таким образом, 1 Дж = 1 Н·м=1 кг·м²/с².

Как перевести ньютон в кг?

Ньютон (Н) — производная единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Исходя из второго закона Ньютона, единица ньютон определяется как сила, изменяющая за одну секунду скорость тела массой один килограмм на 1 метр в секунду в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с².

Как перевести Дж в ПА?

Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр. Связь между единицами СИ: 1 паскаль (Пa) ≡ 1 Н·м−2 ≡ 1 Дж·м−3 ≡ 1 кг·м−1·с

Формула для расчета количества теплоты

Допустим, на нужно узнать, какое количество теплоты получила при нагревании железная деталь. Масса детали $3 \space кг$. Деталь нагрелась от $20 \degree C$ до $300 \degree C$.

Возьмем значение теплоемкости железа из таблицы — $460 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$. Объясним смысл этой величины: на нагревание куска железа массой $1 \space кг$ на $1 \degree C$ необходимо затратить количество теплоты, равное $460 \space Дж$.

Масса детали у нас в 3 раза больше, значит, на ее нагрев потребуется в 3 раза большее количество теплоты — $1380 \space Дж$
Температура изменилась не на $1 \degree C$, а на $280 \degree C$
Значит, необходимо в 280 раз большее количество теплоты: $1380 \space Дж \cdot 280 = 386 400 \space Дж$

{"questions":}]}

Тогда, формула для расчета количества теплоты, необходимой для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении примет вид:

где $Q$ — количество теплоты, $c$ — удельная теплоемкость вещества, из которого состоит тело, $m$ — масса тела, $t_1$ — начальная температура тела, $t_2$ — конечная температура тела.

Рассмотрим подробнее особенности расчета количества теплоты на примерах решения задач.

Удельная энергетическая емкость

Итак мы пришли к заключению, что энергетическую емкость целесообразно соотносить с массой или объемом накопителя, или собственно носителя, например, воды, залитой в цистерну. Можно рассмотреть два показателя этого рода.

Массовой удельной энергоемкостью будем называть энергетическую емкость накопителя, отнесенную к массе этого накопителя.

Объемной удельной энергоемкостью будем называть энергетическую емкость накопителя, отнесенную к объему этого накопителя.

Пример. Свинцово-кислотный аккумулятор Panasonic LC-X1265P, рассчитанный на напряжение 12 вольт, имеет заряд 65 ампер-часов, вес — 20 кг. и размеры (ДхШхВ) 350 · 166 · 175 мм. Срок его службы при t = 20 C — 10 лет. Таким образом его массовая удельная энергоёмкость составит 65 · 12 / 20 = 39 ватт-часов на килограмм, а объёмная удельная энергоёмкость — 65 · 12 / (3,5 · 1,66 · 1,75) = 76,7 ватт-часов на кубический дециметр или 0,0767 кВт-часа на кубический метр.

Для рассмотренного в предыдущем разделе накопителя гравитационной энергии на основе цистерны с водой объемом 1000 литров удельная массовая энергоёмкость составит всего 28,583 ватт-часов/1000 кг = 0, 0286 Вт-ч/кг., что в 1363 раза меньше, чем массовая энергоемкость свинцово-цинкового аккумулятора. И хотя срок службы гравитационного накопителя может оказаться существенно больше, все же с практической точки зрения цистерна кажется менее привлекательной, чем аккумуляторная батарея.

Рассмотрим еще несколько примеров накопителей энергии и оценим их удельные энергоемкости.

Как перевести кг в Килоджоули?

Килоджоуль в килограмм-сила-сантиметр

килоджоуль =
Килограмм-силы-сантиметр
Килограмм-сила-сантиметр =
9.81 * 10-5 килоджоулей Поделиться Перевести другие величины

Что такое Кдж в физике?

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н на пути, равном 1 м. Единица работы — джоуль (Дж), названа в честь английского учёного Джеймса Джоуля

Обрати внимание! Используются килоджоули (кДж) и миллиджоули (мДж)

Чему равен 1 Миллиджоуль?

Таблица перевода из Джоулей в Миллиджоуль

Джоуль	1	25
Миллиджоуль	1 000	25 000

Сколько Мега Дж в Дж?

Мегаджоули в Джоули

1 Мегаджоули = 1000000 Джоули	10 Мегаджоули = Джоули
2 Мегаджоули = 2000000 Джоули	20 Мегаджоули = Джоули
3 Мегаджоули = 3000000 Джоули	30 Мегаджоули = Джоули
4 Мегаджоули = 4000000 Джоули	40 Мегаджоули = Джоули
5 Мегаджоули = 5000000 Джоули	50 Мегаджоули = Джоули

Как перевести из дж в Вт?

Джоуль в ватт*час

джоуль =
0.000278. ватт*час
ватт*час =
3 600. джоулей Поделиться Перевести другие величины

Энергоёмкость теплоаккумулятора

Теплоёмкость — количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании его на 1 °С. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.

Массовая удельная теплоёмкость, также называемая просто удельной теплоёмкостью — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях, деленных на килограмм на кельвин (Дж·кг−1·К−1).

Объёмная теплоёмкость — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на кубический метр на кельвин (Дж·м−3·К−1).

Молярная теплоёмкость — это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на моль на кельвин (Дж/(моль·К)).

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C. Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении (CP) и при постоянном объёме (CV), вообще говоря, различны.

Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое сопровождается скачкообразным изменением теплоёмкости в конкретной для каждого вещества температурной точке превращения — температура плавления (переход твёрдого тела в жидкость), температура кипения (переход жидкости в газ) и, соответственно, температуры обратных превращений: замерзания и конденсации.

Удельные теплоёмкости многих веществ приведены в справочниках обычно для процесса при постоянном давлении. К примеру, удельная теплоёмкость жидкой воды при нормальных условиях — 4200 Дж/(кг·К); льда — 2100 Дж/(кг·К).

Исходя из приведенных данных можно попытаться оценить теплоемкость водяного теплоаккумулятора (абстрактного). Предположим, что масса воды в нем равна 1000 кг (литров). Нагреваем ее до 80 °C и пусть она отдает тепло, пока не остынет до 30 °C. Если не заморачиваться тем, что теплоемкость различна при разной температуре, можно считать, что теплоаккумулятор отдаст 4200 * 1000 * 50 Дж тепла. То есть энергетическая емкость такого теплоаккумулятора составляет 210 мегаджоулей или 58,333 киловатт-часов энергии.

Если сравнить эту величину с энергетическим зарядом обычного автомобильного аккумулятора (720 ватт-часов), то видим, что для энергетическая емкость рассматриваемого теплоаккумулятора равна энергетической емкости примерно 810 электрических аккумуляторов.

Удельная массовая энергоемкость такого теплоаккумулятора (даже без учета массы сосуда, в котором собственно будет храниться нагретая вода, и массы теплоизоляции) составит 58,3 кВт-ч/1000 кг = 58,3 Вт-ч/кг. Это уже получается поболее, чем массовая энергоемкость свинцово-цинкового аккумулятора, равная, как было подсчитано выше, 39 Вт-ч/кг.

По приблизительным подсчетам теплоаккумулятор сравним с обычным автомобильным аккумулятором и по объёмной удельной энергоёмкости, поскольку килограмм воды — это дециметр объема, следовательно его объемная удельная энергоемкость тоже равна 76,7 Вт-ч/кг., что в точности совпадает с объемной удельной теплоемкостью свинцово-кислотного аккумулятора. Правда, в расчете для теплоаккумулятора мы учитывали только объем воды, хотя нужно было бы учесть еще объем бака и теплоизоляции. Но в любом случае проигрыш будет уже не так велик, как для граыитационного накопителя.

Энергетическая емкость накопителей гравитационной энергии

В любом учебнике физики вы можете прочитать, что работа A, совершаемая некоторой силой F при подъеме тела массы m на высоту h вычисляется по формуле A = m · g · h, где g — ускорение свободного падения. Эта формула имеет место в том случае, когда движение тела происходит медленно и силами трения можно пренебречь. Работа против силы тяжести не зависит от того, как мы поднимаем тело: по вертикали (как гирю в часах), по наклонной плоскости (как при втаскивании санок в гору) или еще каким-либо способом.

Во всех случаях работа A = m · g · h. При опускании тела на первоначальный уровень сила тяжести произведет такую же работу, какая была затрачена силой F на подъем тела. Значит, поднимая тело, мы запасли работу, равную m · g · h, т. е. поднятое тело обладает энергией, равной произведению силы тяжести, действующей на это тело, и высоты, на которую оно поднято. Эта энергия не зависит от того, по какому пути происходил подъем, а определяется лишь положением тела (высотой на которую оно поднято или разностью высот между первоначальным и окончательным положением тела) и называется потенциальной энергией.

Оценим по этой формуле энергетическую емкость массы воды, закачанной в цистерну емкостью 1000 литров, поднятую на 10 метров над уровнем земли (или уровнем турбины гидрогенератора). Будем считать, что цистерна имеет форму куба с длиной ребра 1 м. Тогда, согласно формуле в учебнике Ландсберга, A = 1000 кг · (9,8 м/с2) · 10,5 м = 102900 кг · м2/с2. Но 1 кг · м2/с2 равен 1 джоулю, а переводя в ватт-часы, получим всего 28,583 ватт-часов. То есть, чтобы получить энергетическую емкость, равную емкости обычного электроаккумулятора 720 ватт-часов, нужно увеличить объем воды в цистерне в 25,2 раза.

Цистерна должна будет иметь длину ребра примерно 3 метра. При этом ее энергетическая емкость будет равна 845 ватт-часам. Это больше емкости одного аккумулятора, но зато и объем установки существенно больше, чем размер обычного свинцово-цинкового автомобильного аккумулятора. Это сравнение подсказывает, что имеет смысл рассматривать не запасенную энергию в некоторой системе энергию саму по себе, а по отношению к массе или объему рассматриваемой системы.

Что такое М Д ж?

МДж — это единица измерения работы, энергии и количества теплоты в системе СИ, кратная джоулю.

Что такое Мдж в масле?

Номер 1: «Мурминское» – масло «Традиционное» сладко-сливочное несоленое, массовая доля жира (МДЖ) 82,5%. Мы купили его на подложке, затянутым сверху полиэтиленом. Оно обошлось нам в 117 рублей за 260 граммов в магазине «Покупай ряЗАнское» на улице Свободы….

Как перевести паскали в килограммы?

Паскаль в килограмм на квадратный метр

паскаль =
0.101972. килограмма на квадратный метр
килограмм на квадратный метр =
9.80665. паскалей Поделиться Перевести другие величины

Откуда произошло слово ватт?

Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной.

Чем отличается ватт от вольт?

Ватт (Вт или W) — стандартная единица измерения мощности. Вольт (В или V) — стандартная единица измерения напряжения, разности электрических потенциалов, электрического потенциала и электродвижущей силы. Мощность (Вт) любого прибора можно рассчитать, перемножив напряжение (В) на силу тока (А)….