Ciepło jawne
Ciepło jawne jest ilość ciepła , które są wymieniane bez przejścia fazowego fizyczne połączenie pomiędzy kilkoma ciała tworząc wydzielony. Nazywa się to „wrażliwym”, ponieważ ten transfer ciepła bez zmiany fazy zmienia temperaturę ciała, efekt, który może być odczuwalny lub mierzony przez obserwatora. W tym przypadku ciepło jawne przeciwstawia się „ ciepłu utajonemu ”, które ze swej strony jest pochłaniane podczas przemiany fazowej, bez zmiany temperatury.
Zależność kalorymetryczna
Matematycznie, ciepło jawne Q wymieniane przez ciało, które przechodzi od temperatury T1 do temperatury T2, jest wyrażone zależnością:
gdzie Q to ciepło jawne (w J), m to masa ciała (w kg), c to ciepło właściwe tego ciała (w J kg −1 K −1 ), T1 i T2 to początkowa i końcowa temperatury ciała (w K).
nazywana jest również pojemnością cieplną właściwą lub ciepłem właściwym, które odpowiada doprowadzeniu ciepła niezbędnemu do podniesienia temperatury jednostki masy substancji o 1 kelvina (1 K) podczas rozważanej przemiany. Ta wielkość c jest charakterystyczna dla danej substancji.
W przypadku ciągłej wymiany ciepła system działa w trybie stacjonarnym w odniesieniu do czasu, ale w trybie przejściowym w odniesieniu do przestrzeni. Tak więc do wymiarowania wymienników ciepła zwykle używamy średniej logarytmicznej różnic temperatur (LMTD), takich jak:
lub:
- K jest globalnym współczynnikiem wymiany ciepła (w W · m −2 K −1 )
- A to powierzchnia (wm 2 )
- P to moc cieplna (w AAA, a więc w J), gdzie: P = Q / t (t w sekundach)
- LMTD jest średnią logarytmiczną różnic temperatur, tj.
z:
- ∆TE: różnica temperatur na wlocie cieczy i (dotyczy tylko prądu)
- ∆TS: różnica temperatur na wylocie cieczy (dotyczy tylko prądu)
Pojemność cieplna ciał stałych
Jako pierwsze przybliżenie pojemność cieplną ciał stałych opisuje prawo Dulonga i Petita .
Pojemność cieplna cieczy
W pierwszym przybliżeniu pojemność cieplna cieczy jest stała.
Dla wody: c = 1 cal g −1 K −1 (= 4,18 J g −1 K −1 ).
Ogólnie: 0,5 cal g −1 K −1 <c <1,0 cal g −1 K −1