A szilárd anyag felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség. A hőmennyiség. Egy anyag fajlagos hőkapacitása

Az energia egyik testből a másikba munkavégzés nélkül történő átvitelének folyamatát nevezzük hőcsere vagy hőátadás. Hőcsere történik olyan testek között, amelyek rendelkeznek különböző hőmérsékletek. Különböző hőmérsékletű testek közötti érintkezés esetén a belső energia egy része egy magasabb hőmérsékletű testről egy alacsonyabb hőmérsékletű testre kerül át. A testre a hőcsere eredményeként átadott energiát ún hőmennyiség.

Egy anyag fajlagos hőkapacitása:

Ha a hőátadási folyamatot nem kíséri munka, akkor a termodinamika első főtétele alapján a hőmennyiség megegyezik a test belső energiájának változásával: .

A molekulák véletlenszerű transzlációs mozgásának átlagos energiája arányos az abszolút hőmérséklettel. Egy test belső energiájának változása egyenlő az összes atom vagy molekula energiaváltozásának algebrai összegével, amelyek száma arányos a test tömegével, ezért a belső energia változása, és ezért a hőmennyiség arányos a tömeggel és a hőmérséklet változásával:

Az arányossági tényezőt ebben az egyenletben ún egy anyag fajlagos hőkapacitása. Fajlagos hő megmutatja, hogy mennyi hő szükséges 1 kg anyag 1 K-vel történő felmelegítéséhez.

Termodinamikai munka:

A mechanikában a munka az erő és az elmozdulás modulusainak és a köztük lévő szög koszinuszának szorzataként definiálható. A munka akkor történik, amikor egy erő hat egy mozgó testre, és egyenlő a változásával kinetikus energia.

A termodinamikában a test egészének mozgását nem vesszük figyelembe, a makroszkopikus test részeinek egymáshoz viszonyított mozgásáról beszélünk. Ennek eredményeként a test térfogata megváltozik, de sebessége nulla marad. A termodinamikában a munkát ugyanúgy definiálják, mint a mechanikában, de nem a test mozgási energiájának, hanem belső energiájának változásával egyenlő.

Munkavégzéskor (sűrítés vagy tágulás) a gáz belső energiája megváltozik. Ennek oka: a gázmolekulák mozgó dugattyúval való rugalmas ütközése során mozgási energiájuk megváltozik.

Számítsuk ki a gáz által az expanzió során végzett munkát. A gáz erőt fejt ki a dugattyúra
, Ahol - gáznyomás, és - felszíni terület dugattyú Amikor a gáz kitágul, a dugattyú az erő irányába mozog rövid távolság
. Ha a távolság kicsi, akkor a gáznyomás állandónak tekinthető. A gáz által végzett munka a következő:

Ahol
- gázmennyiség változása.

A gáztágulás folyamatában pozitív munkát végez, mivel az erő és az elmozdulás iránya egybeesik. A tágulási folyamat során a gáz energiát bocsát ki a környező testekbe.

A külső testek által a gázon végzett munka csak előjelben különbözik a gáz által végzett munkától
, mivel az erő , a gázra ható, ellentétes az erővel , amellyel a gáz a dugattyúra hat, és modulusában egyenlő vele (Newton harmadik törvénye); és a mozgás ugyanaz marad. Ezért dolgozzon külső erők egyenlő:

.

A termodinamika első főtétele:

A termodinamika első törvénye az energiamegmaradás törvénye, kiterjesztve a hőjelenségekre. Az energiamegmaradás törvénye: Az energia a természetben nem keletkezik a semmiből és nem tűnik el: az energia mennyisége változatlan, csak egyik formából a másikba jut át.

A termodinamika olyan testeket vesz figyelembe, amelyek súlypontja gyakorlatilag változatlan marad. Az ilyen testek mechanikai energiája állandó marad, és csak a belső energia változhat.

A belső energia kétféleképpen változhat: hőátadás és munka. Általános esetben a belső energia mind a hőátadás, mind az elvégzett munka következtében változik. A termodinamika első főtétele pontosan ilyen általános esetekre van megfogalmazva:

A rendszer belső energiájának változása az egyik állapotból a másikba való átmenet során egyenlő a külső erők munkájának és a rendszernek átadott hőmennyiség összegével:

Ha a rendszer le van szigetelve, akkor nem történik rajta munka, és nem ad hőt a környező testekkel. A termodinamika első főtétele szerint egy elszigetelt rendszer belső energiája változatlan marad.

Tekintve, hogy
, a termodinamika első főtétele a következőképpen írható fel:

A rendszernek átadott hőmennyiség a belső energiájának megváltoztatására és a külső testeken végzett munkára megy el.

A termodinamika második főtétele: Lehetetlen a hidegebb rendszerből a melegebbre átvinni a hőt, ha nincs más egyidejű változás mindkét rendszerben vagy a környező testekben.

Ebben a leckében megtanuljuk, hogyan kell kiszámítani a test felmelegítéséhez szükséges vagy a hűtés során felszabaduló hőmennyiséget. Ehhez összefoglaljuk az előző leckéken elsajátított ismereteket.

Ezenkívül megtanuljuk a hőmennyiség képletével kifejezni a fennmaradó mennyiségeket ebből a képletből, és más mennyiségek ismeretében kiszámítani azokat. A hőmennyiség kiszámítására szolgáló megoldással kapcsolatos probléma példáját is figyelembe kell venni.

Ezt a leckét a test felmelegedésekor vagy lehűtésekor felszabaduló hőmennyiség kiszámítására szolgál.

Számítási képesség szükséges mennyiség nagyon fontos a melegség. Erre például akkor lehet szükség, amikor kiszámolják azt a hőmennyiséget, amelyet a helyiség fűtéséhez a víznek kell átadni.

Rizs. 1. Az a hőmennyiség, amelyet át kell adni a víznek a helyiség fűtéséhez

Vagy a különféle motorokban az üzemanyag elégetésekor felszabaduló hőmennyiség kiszámításához:

Rizs. 2. Az a hőmennyiség, amely felszabadul, amikor az üzemanyag eléget a motorban

Erre az ismeretre van szükség például a Nap által kibocsátott és a Földre eső hőmennyiség meghatározásához is:

Rizs. 3. A Nap által kibocsátott és a Földre eső hőmennyiség

A hőmennyiség kiszámításához három dolgot kell tudnod (4. ábra):

• testtömeg (amely általában mérleg segítségével mérhető);
• az a hőmérséklet-különbség, amellyel a testet fel kell melegíteni vagy hűteni (általában hőmérővel mérik);
• a test fajlagos hőkapacitása (mely a táblázatból határozható meg).

Rizs. 4. Mit kell tudni a megállapításhoz

A hőmennyiség kiszámításának képlete a következőképpen néz ki:

Ebben a képletben a következő mennyiségek jelennek meg:

A joule-ban mért hőmennyiség (J);

Egy anyag fajlagos hőkapacitását mértékegységben mérik;

- hőmérséklet-különbség, Celsius fokban mérve ().

Tekintsük a hőmennyiség kiszámításának problémáját.

Feladat

Egy gramm tömegű rézüveg liter térfogatú vizet tartalmaz hőmérsékleten. Mennyi hőt kell átadni egy pohár víznek, hogy a hőmérséklete egyenlő legyen?

Rizs. 5. A problémakörülmények szemléltetése

Először is írjuk le rövid állapotú (Adott) és konvertálja át az összes mennyiséget a nemzetközi rendszerbe (SI).

Megoldás:

Először is határozzuk meg, milyen más mennyiségekre van szükségünk a probléma megoldásához. A fajlagos hőkapacitás táblázatát (1. táblázat) felhasználva találjuk (a réz fajhőkapacitása, mivel feltétel szerint az üveg réz), (a víz fajhőkapacitása, mivel feltétel szerint víz van az üvegben). Ráadásul tudjuk, hogy a hőmennyiség kiszámításához víztömegre van szükségünk. A feltétel szerint csak a kötetet adjuk meg. Ezért a táblázatból vesszük a víz sűrűségét: (2. táblázat).

asztal 1. Egyes anyagok fajlagos hőkapacitása,

asztal 2. Egyes folyadékok sűrűsége

Most minden megvan, ami a probléma megoldásához szükséges.

Vegye figyelembe, hogy a végső hőmennyiség a rézüveg felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség és a benne lévő víz felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség összegéből áll:

Először számítsuk ki a rézüveg felmelegítéséhez szükséges hőmennyiséget:

A víz felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség kiszámítása előtt számítsuk ki a víz tömegét a 7. osztályból ismert képlettel:

Most kiszámolhatjuk:

Akkor kiszámolhatjuk:

Emlékezzünk, mit jelent a kilojoule. A "kilo" előtag azt jelenti .

Válasz:.

Az ehhez a fogalomhoz kapcsolódó hőmennyiség (úgynevezett közvetlen problémák) és mennyiségek meghatározásával kapcsolatos problémák megoldásának kényelme érdekében az alábbi táblázatot használhatja.

A termodinamikai rendszer belső energiája kétféleképpen változtatható:

1. végezni rendszer munka,
2. termikus kölcsönhatás felhasználásával.

A testnek való hőátadás nem kapcsolódik a testen végzett makroszkopikus munkavégzéshez. BAN BEN ebben az esetben A belső energia változását az okozza, hogy a magasabb hőmérsékletű test egyes molekulái az alacsonyabb hőmérsékletű test egyes molekuláin dolgoznak. Ebben az esetben a termikus kölcsönhatás a hővezető képesség miatt valósul meg. Az energiaátvitel sugárzással is lehetséges. A mikroszkopikus folyamatok rendszerét (amely nem az egész testre, hanem az egyes molekulákra vonatkozik) hőátadásnak nevezzük. A hőátadás eredményeként egyik testből a másikba átvitt energia mennyiségét az egyik testről a másikra átvitt hőmennyiség határozza meg.

Meghatározás

Melegség az az energia, amelyet egy test a környező testekkel (környezettel) történő hőcsere során kap (vagy lead). A hő szimbóluma általában a Q betű.

Ez a termodinamika egyik alapmennyisége. A hő szerepel a termodinamika első és második törvényének matematikai kifejezéseiben. A hőről azt mondják, hogy energia molekulamozgás formájában.

A hőt át lehet adni a rendszernek (testnek), vagy el lehet venni onnan. Úgy gondolják, hogy ha hőt adnak át a rendszernek, akkor az pozitív.

Képlet a hő kiszámításához, amikor a hőmérséklet változik

Az elemi hőmennyiséget jelöljük. Vegyük észre, hogy az a hőelem, amelyet a rendszer kis állapotváltozással kap (ad), nem teljes differenciál. Ennek az az oka, hogy a hő a rendszer állapotváltozási folyamatának függvénye.

A rendszerre átadott elemi hőmennyiség, és a hőmérséklet T-ről T+dT-re változik, egyenlő:

ahol C a test hőkapacitása. Ha a kérdéses test homogén, akkor a hőmennyiség (1) képlete a következőképpen ábrázolható:

hol a test fajlagos hőkapacitása, m – testtömeg, - moláris hőkapacitás, – moláris anyag tömege, az anyag móljainak száma.

Ha a test homogén, és a hőkapacitást a hőmérséklettől függetlennek tekintjük, akkor az a hőmennyiség (), amelyet a test kap, amikor a hőmérséklete bizonyos mértékben emelkedik, a következőképpen számítható ki:

ahol t 2, t 1 testhőmérséklet melegítés előtt és után. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a különbség () kiszámításakor a hőmérsékletek Celsius-fokban és kelvinben egyaránt helyettesíthetők.

A fázisátalakulások során fellépő hőmennyiség képlete

Az anyag egyik fázisából a másikba való átmenet egy bizonyos mennyiségű hő elnyelésével vagy felszabadulásával jár, amit fázisátalakulás hőjének nevezünk.

Tehát egy anyagelemet átvinni az állapotból szilárd a folyadékba annyi hőt () kell adnia, ami egyenlő:

Ahol - fajlagos hő olvadás, dm – a testtömeg eleme. Figyelembe kell venni, hogy a test hőmérsékletének meg kell egyeznie a kérdéses anyag olvadáspontjával. A kristályosodás során a (4)-nek megfelelő hő szabadul fel.

A folyadék gőzzé alakításához szükséges hőmennyiség (párolgáshő) a következőképpen határozható meg:

ahol r a fajpárolgási hő. Amikor a gőz lecsapódik, hő szabadul fel. A párolgáshő egyenlő az azonos tömegű anyagok kondenzációs hőjével.

Egységek a hőmennyiség mérésére

Az SI rendszerben a hőmennyiség alapvető mértékegysége: [Q]=J

Rendszeren kívüli hőegység, amely gyakran megtalálható a műszaki számításokban. [Q] = kalória (kalória). 1 cal = 4,1868 J.

Példák problémamegoldásra

Példa

Gyakorlat. Mekkora térfogatú vizet kell összekeverni, hogy 200 liter vizet kapjunk t = 40 C hőmérsékleten, ha egy tömeg víz hőmérséklete t 1 = 10 C, a második tömegé t 2 = 60 C ?

Megoldás.Írjuk fel az egyenletet hőegyensúly mint:

ahol Q=cmt a víz összekeverése után előállított hőmennyiség; Q 1 = cm 1 t 1 - a t 1 hőmérsékletű és m 1 tömegű víz egy részének hőmennyisége; Q 2 = cm 2 t 2 - a t 2 hőmérsékletű és m 2 tömegű víz egy részének hőmennyisége.

Az (1.1) egyenletből a következő:

Ha a hideg (V 1) és a forró (V 2) vízrészeket egyetlen térfogatban (V) egyesítjük, feltételezhetjük, hogy:

Tehát egy egyenletrendszert kapunk:

A megoldást követően a következőket kapjuk:

Mint ismeretes, különböző mechanikai folyamatok mechanikai energiaváltozások W meh. A mechanikai energia változásának mértéke a rendszerre ható erők munkája:

\(~\Delta W_(meh) = A.\)

A hőcsere során a test belső energiájában változás következik be. A belső energia hőátadás során bekövetkező változásának mértéke a hőmennyiség.

A hőmennyiség a belső energia változásának mértéke, amelyet a test kap (vagy lemond) a hőcsere folyamata során.

Így mind a munka, mind a hőmennyiség jellemzi az energia változását, de nem azonos az energiával. Nem magának a rendszernek az állapotát jellemzik, hanem meghatározzák az energia átmenet folyamatát egyik típusból a másikba (egyik testből a másikba), amikor az állapot megváltozik, és jelentősen függ a folyamat természetétől.

A fő különbség a munka és a hőmennyiség között az, hogy a munka jellemzi a rendszer belső energiájának megváltoztatásának folyamatát, amelyet az energia egyik típusból a másikba (mechanikaiból belsővé) történő átalakulása kísér. A hőmennyiség jellemzi a belső energia egyik testről a másikra történő átvitelének folyamatát (a melegebbről a kevésbé fűtöttre), amelyet nem kísérnek energiaátalakítások.

A tapasztalat azt mutatja, hogy egy testtömeg felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség m hőmérsékleten T 1 hőmérsékletre T 2 képlettel számolva

\(~Q = cm (T_2 - T_1) = cm \Delta T, \qquad (1)\)

Ahol c- az anyag fajlagos hőkapacitása;

\(~c = \frac(Q)(m (T_2 - T_1)).\)

A fajlagos hőkapacitás SI mértékegysége joule per kilogramm Kelvin (J/(kg K)).

Fajlagos hő c számszerűen egyenlő azzal a hőmennyiséggel, amelyet egy 1 kg tömegű testnek át kell adni ahhoz, hogy azt 1 K-vel felmelegítse.

Hőkapacitás test C T számszerűen egyenlő a testhőmérséklet 1 K-val történő megváltoztatásához szükséges hőmennyiséggel:

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = cm.\)

Egy test hőkapacitásának SI mértékegysége joule per Kelvin (J/K).

Ahhoz, hogy egy folyadékot állandó hőmérsékleten gőzzé alakítsunk, bizonyos mennyiségű hőt kell felhasználni

\(~Q = Lm, \qquad (2)\)

Ahol L- fajlagos párolgási hő. A gőz lecsapódásakor ugyanannyi hő szabadul fel.

Kristályos testsúly megolvasztása érdekében m az olvadásponton a testnek közölnie kell a hőmennyiséget

\(~Q = \lambda m, \qquad (3)\)

Ahol λ - fajlagos olvadási hő. Amikor egy test kikristályosodik, ugyanannyi hő szabadul fel.

A tüzelőanyag tömegének teljes elégetése során felszabaduló hőmennyiség m,

\(~Q = qm, \qquad (4)\)

Ahol q- fajlagos égéshő.

A párolgási, olvadási és égéshő SI mértékegysége joule per kilogramm (J/kg).

Irodalom

Aksenovich L. A. Fizika in Gimnázium: Elmélet. Feladatok. Tesztek: Tankönyv. általános műveltséget nyújtó intézmények támogatása. környezet, oktatás / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Szerk. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 154-155.

Cikkünk középpontjában a hőmennyiség áll. Megvizsgáljuk a belső energia fogalmát, amely átalakul, ha ez a mennyiség megváltozik. Néhány példát mutatunk be a számítások emberi tevékenységben való felhasználására is.

Hő

Minden embernek megvan a maga asszociációja az anyanyelvének bármely szavához. Elszántak személyes tapasztalatés irracionális érzések. Általában mi jut eszedbe a „melegség” szó hallatán? Puha takaró, télen működő központi fűtés radiátor, először napfény tavasz, macska Vagy egy anya pillantása, egy barát vigasztaló szava, időszerű odafigyelés.

A fizikusok ez alatt egy egészen konkrét kifejezést értenek. És nagyon fontos, különösen ennek az összetett, de lenyűgöző tudománynak egyes szakaszaiban.

Termodinamika

Nem érdemes a hőmennyiséget a legegyszerűbb folyamatoktól elkülönítve figyelembe venni, amelyeken az energiamegmaradás törvénye alapul - semmi sem lesz egyértelmű. Ezért először is emlékeztessük rájuk olvasóinkat.

A termodinamika minden dolgot vagy tárgyat nagyonnek tekint nagy mennyiség elemi részek - atomok, ionok, molekulák. Egyenletei leírnak minden változást a rendszer kollektív állapotában, mint egészben és az egész részeként, amikor a makroparaméterek megváltoznak. Ez utóbbi a hőmérsékletre (T-vel jelölve), a nyomásra (P), a komponensek koncentrációjára (általában C) vonatkozik.

Belső energia

A belső energia meglehetősen összetett fogalom, melynek jelentését érdemes megérteni, mielőtt a hőmennyiségről beszélnénk. Azt az energiát jelöli, amely akkor változik, amikor egy objektum makroparamétereinek értéke nő vagy csökken, és nem függ a referenciarendszertől. A teljes energia része. Egybeesik vele olyan körülmények között, amikor a vizsgált dolog tömegközéppontja nyugalomban van (azaz nincs kinetikai komponens).

Ha egy személy úgy érzi, hogy egy tárgy (mondjuk egy kerékpár) felmelegedett vagy lehűlt, ez azt jelzi, hogy a rendszert alkotó összes molekula és atom belső energiája megváltozott. Az állandó hőmérséklet azonban nem jelenti ennek a mutatónak a megőrzését.

Munka és meleg

Bármely termodinamikai rendszer belső energiája kétféleképpen alakítható át:

• azáltal, hogy munkát végez rajta;
• a környezettel való hőcsere során.

A folyamat képlete így néz ki:

dU=Q-A, ahol U belső energia, Q hő, A munka.

Ne tévessze meg az olvasót a kifejezés egyszerűsége. Az átrendezés azt mutatja, hogy Q=dU+A, azonban az entrópia (S) bevezetése a képletet dQ=dSxT alakba hozza.

Mivel ebben az esetben az egyenlet differenciális alakot ölt, az első kifejezés ugyanezt követeli meg. Ezután a vizsgált objektumban ható erőktől és a számítás alatt álló paramétertől függően levezetjük a szükséges arányt.

Vegyünk egy fémgolyót a termodinamikai rendszer példájaként. Ha rányomod, feldobod, mély kútba dobod, akkor ez azt jelenti, hogy dolgozol rajta. Külsőleg mindezek az ártalmatlan cselekedetek nem okoznak kárt a labdában, de a belső energiája megváltozik, bár nagyon enyhén.

A második módszer a hőcsere. Most elérkeztünk a cikk fő céljához: a hőmennyiség leírásához. Ez egy termodinamikai rendszer belső energiájában bekövetkező változás, amely a hőcsere során következik be (lásd a fenti képletet). Joule-ban vagy kalóriában mérik. Nyilvánvalóan, ha a labdát egy öngyújtó felett tartják, a napon vagy egyszerűen csak benne meleg kéz, akkor felmelegszik. És akkor a hőmérséklet változásával megkeresheti a vele közölt hőmennyiséget.

Miért a gáz a legjobb példa a belső energia változására, és miért nem szeretik az iskolások emiatt a fizikát

Fentebb egy fémgolyó termodinamikai paramétereinek változásait írtuk le. Anélkül vannak speciális eszközök nem nagyon észrevehetőek, és az olvasó csak a tárggyal végbemenő folyamatokról tud szót fogadni. Más kérdés, hogy gáz-e a rendszer. Nyomd rá - látható lesz, melegítsd - emelkedik a nyomás, engedd le a föld alá - és könnyen rögzíthető. Ezért a tankönyvekben a gázt leggyakrabban vizuális termodinamikai rendszerként használják.

De sajnos bent modern oktatás Nem sok figyelmet fordítanak a valódi kísérletekre. Tudós, aki ír Eszközkészlet, tökéletesen érti, miről beszél arról beszélünk. Úgy tűnik számára, hogy a gázmolekulák példájával minden termodinamikai paraméter megfelelően bemutatásra kerül. De egy diák, aki csak felfedezi ezt a világot, unja, hogy egy elméleti dugattyúval ellátott ideális lombikról hall. Ha az iskolának valódi kutatólaboratóriumai lennének, és órákat osztanának be azokban való munkára, a dolgok másképp mennének. Egyelőre sajnos csak papíron vannak a kísérletek. És valószínűleg ez az oka annak, hogy az emberek a fizika ezt az ágát pusztán elméletinek, az élettől távolinak és szükségtelennek tartják.

Ezért úgy döntöttünk, hogy a fentebb már említett kerékpárt használjuk példaként. Az ember megnyomja a pedálokat, és dolgozik rajtuk. Amellett, hogy nyomatékot ad a teljes mechanizmusra (ennek köszönhetően a kerékpár mozog a térben), megváltozik azoknak az anyagoknak a belső energiája, amelyekből a karok készülnek. A kerékpáros megnyomja a fogantyúkat a forduláshoz, és ismét elvégzi a munkát.

Belső energia külső borítás(műanyag vagy fém) növekszik. Az ember kilovagol egy tisztásra a ragyogó nap alatt - a kerékpár felmelegszik, hőmennyisége megváltozik. Megáll pihenni egy öreg tölgyfa árnyékában, és a rendszer lehűl, kalóriát vagy joule-t veszít. Növeli a sebességet - növeli az energiacserét. A hőmennyiség kiszámítása azonban mindezen esetekben nagyon kicsi, észrevehetetlen értéket mutat. Ezért úgy tűnik, hogy a termodinamikai fizika megnyilvánulásai in való élet Nem.

Számítások alkalmazása a hőmennyiség változására

Valószínűleg azt mondja az olvasó, hogy mindez nagyon tanulságos, de miért kínlódunk ennyire az iskolában ezekkel a képletekkel? És most példákat adunk, hogy az emberi tevékenység mely területein van rájuk közvetlenül szükség, és hogyan érint ez bárkit a mindennapi életében.

Először is nézz körül, és számold meg: hány fémtárgy vesz körül? Valószínűleg több mint tíz. De mielőtt gemkapocs, hintó, gyűrű vagy pendrive válna belőle, minden fém megolvasztódik. Minden üzemnek, amely mondjuk vasércet dolgoz fel, meg kell értenie, hogy mennyi tüzelőanyagra van szükség a költségek optimalizálásához. Ennek kiszámításakor pedig ismerni kell a fémtartalmú alapanyag hőkapacitását és azt, hogy mennyi hőt kell átadni, hogy minden megtörténjen. technológiai folyamatok. Mivel az egységnyi üzemanyag által felszabaduló energiát joule-ban vagy kalóriában számítják ki, a képletekre közvetlenül szükség van.

Vagy egy másik példa: a legtöbb szupermarketnek van egy részlege fagyasztott árukkal – hal, hús, gyümölcs. Ha az állati húsból vagy tenger gyümölcseiből származó nyersanyagokat félkész termékekké alakítják, tudniuk kell, hogy a hűtő- és fagyasztóegységek mennyi áramot fogyasztanak tonnánként vagy késztermékegységenként. Ehhez ki kell számolni, hogy egy kilogramm eper vagy tintahal mennyi hőt veszít egy Celsius-fokkal lehűtve. És a végén ez megmutatja, hogy egy bizonyos teljesítményű fagyasztó mennyi áramot fogyaszt.

Repülőgépek, hajók, vonatok

Fentebb példákat mutattunk be viszonylag mozdulatlan, statikus tárgyakra, amelyekre bizonyos mennyiségű hőt adnak át, vagy éppen ellenkezőleg, bizonyos mennyiségű hőt vesznek el. Azoknál a tárgyaknál, amelyek működés közben folyamatosan változó hőmérséklet mellett mozognak, a hőmennyiség számítása más okból is fontos.

Van olyan, hogy „fémfáradtság”. Ez magában foglalja a legteljesebbet is megengedett terhelések egy bizonyos hőmérséklet-változási sebesség mellett. Képzeljen el egy repülőgépet, amely a nedves trópusokról felszáll a fagyos felső légkörbe. A mérnököknek keményen kell dolgozniuk annak érdekében, hogy ne essen szét a fém repedései miatt, amelyek a hőmérséklet változásakor jelennek meg. Olyan ötvözet-összetételt keresnek, amely elviseli a valós terhelést és nagy biztonsági résszel rendelkezik. És annak érdekében, hogy ne keressen vakon, abban a reményben, hogy véletlenül belebotlik a kívánt összetételbe, sok számítást kell végeznie, beleértve azokat is, amelyek a hőmennyiség változásait is tartalmazzák.