Превращение различных видов энергии в тепло

Превращение энергии на Земле осуществляется главным образом зелеными растениями и водорослями, выделяющими кислород. Главным функциональным пигментом служит хлорофилл а, который поглощает свет с длиной волны короче 700 ммк. По различным причинам в естественных условиях поглощенный свет используется с очень небольшой эффективностью, хотя в оптимальных условиях фотосинтеза до 30% поглощенной световой энергии может превращаться в потенциальную химическую энергию. В среднем лишь около 1 % солнечной энергии используется растениями для поддержания жизни на Земле остальная часть солнечной энергии теряется в виде тепла. Однако, даже несмотря на столь низкий выход, общее количество превращенной при фотосинтезе энергии на много порядков превышает общую величину энергии, создаваемой всеми промышленными установками на земном шаре. [c.552]

Превращение различных видов энергии в тепло [c.81]

Кельвин все основные виды энергии разделил на три категории энергия высокого качества — механическая и электрическая энергия среднего качества — химическая энергия низкого качества — тепло. Школьник в первые же годы обучения, ознакомившись с основами мироздания, узнает, что энергия не исчезает и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной формы в другую. А откуда же берется нужная людям работа Откуда она берется и куда потом исчезает, если общее количество энергии в замкнутой изолированной системе остается неизменным Т. Эрдеи-Груз напоминает нам, что не энергия превращается в полезную работу, а полезная работа может быть произведена при взаимных превращениях различных видов энергии. Причем для этих превращений характерна одна общая тенденция, определенная Кельвином как деградация энергии. Процессы же с повышением качества энергии не идут сами по себе без потребления энергии извне. При обратимых преобразованиях качество энергии не меняется, а при необратимых — обязательно снижается. Именно это про- [c.7]

К группе Силовые машины и оборудование относятся машины-генераторы, используемые для производства электрической и тепловой энергии, а также все машины-двигатели, используемые для превращения различных видов энергии (энергии ветра, тепла, воды, электричества и т. п.) в энергию движения, т. е. механическую энергию. К указанной группе во всех отраслях промышленности относятся паровые машины и котлы, локомобили, все виды турбин, атомные реакторы, электродвигатели и электрогенераторы, двигатели внутреннего сгорания, тракторы и самоходные шасси, энер- [c.60]

С термодинамикой, не подозревая этого, знакомятся уже в школе на уроках физики изучают превращения различных видов энергии и узнают, что ни материя, ни энергия не исчезают. Каждый знает, что теплота сама не может перейти от одного тела к другому с той же температурой или более теплому и повысить его температуру. Из-за невозможности самопроизвольного осуществления такого процесса в термодинамике доказывается невозможность самопроизвольного протекания и других процессов, в том числе и химических реакций. [c.5]

Однако обратный процесс — самопроизвольное превращение тепла в какую-либо другую форму энергии — не происходит. Превращение тепла в другие формы энергии может осуществляться только при соответствующих условиях например, превращение тепла в полезную для нас работу требует применения весьма сложных машин, которые сами должны получать энергию от какого-либо другого источника. Таким образом, тепло с полным правом можно считать одним из видов энергии, способным к различным превращениям. Но вместе с тем оно обладает и некоторыми отличительными сюйствами. Процессы взаимного превращения тепла и других видов энергии протекают по-разному, в зависимости от того, в каком направлении идут эти процессы. Превращение других видов энергии в тепло (а это наиболее часто встречающиеся случаи) протекает легко и самопроизвольно. Значит, эти направления предпочтительны. При осуществлении же обратных процессов часто возникают определенные трудности. [c.77]

Чем глубже проникают исследователи в тайны природы, тем больше стираются границы между отдельными областями науки и тем труднее дать точное определение и разграничение отдельных дисциплин. Это в полной мере относится к предмету термодинамики. Рассматривая взаимные превращения тепла и различных видов энергии, термодинамика представляет собой дисциплину, или скорее даже метод, который очень широко используется физиками, химиками и исследователями в других областях науки для установления внутренней связи между различными явлениями природы и обобщения накопленного экспериментального материала. Поскольку энергетические превращения сопутствуют всем материальным изменениям и энергия характеризует меру движения материи, а движение представляет собой неотъемлемое свойство материи и основную форму ее существования, то область приложения термодинамики охватывает огромное количество физических и химических явлений. [c.11]

Первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность при превращении различных форм энергии из одного вида в другой, но не дает никаких указаний о возможности и направлении процессов, при которых могут происходить те или иные превращения энергии. Например, если мы имеем два тела с различной температурой и тепло переходит от одного из них к другому, то на основании первого закона можно только сказать, что тепло, отданное одним телом, равно теплу, полученному дру- [c.92]

В электрических печах сопротивления прямого нагрева нагреваемое тело включается непосредственно в электрическую сеть, как правило, через понижающий трансформатор выделение тепла происходит за счет протекающего по нагреваемому телу электрического тока. В электрических печах сопротивления косвенного действия превращение электрической энергии в тепловую осуществляется в нагревательных элементах, которые передают тепло нагреваемому телу. Нагревательные элементы электрических печей сопротивления с рабочей температурой до 1200°С изготовляют из хромоникелевых и хромоалюминиевых сплавов. Для печей с рабочей температурой до 1400° применяют карборундовые нагреватели в виде стержней различной длины. Ввиду того что карборундовые стержни со временем значительно изменяют свое сопротивление, питание нагревателей осуществляют от трансформаторов с регулируемым вторичным напряжением. В электропечах с рабочей температурой от 1400 до 2800°С нагревательные элементы изготовляют из угля, графита и тугоплавких металлов — тантала, молибдена, вольфрама и ниобия. Поскольку эти металлы легко окисляются кислородом воздуха, их помещают в печах в вакууме или в защитной атмосфере. [c.106]

Важным технологическим способом обеспечения и повышения надежности аппаратов и трубопроводов является исключение и предотвращение химической несовместимости различных видов перерабатываемого сырья и веществ, в результате которой могут возникнуть неизвестные или неконтролируемые источники энергии [148]. Неконтролируемая энергия может выделяться при экзотермической реакции, быстром разложении веществ и других превращениях, что приводит к повышению давления, температуры, скоростей реакции выше предполагаемого уровня. Необходимо предупреждать возможность смешения воды, например, с горячими продуктами или другими средами, так как даже при атмосферном давлении вода, соприкасаясь с горячими продуктами, испаряется, увеличиваясь в объеме в несколько тысяч раз. С некоторыми веществами вода бурно реагирует с выделением большого количества тепла. Ошибочное смешение разных веществ в условиях, когда необходим жесткий контроль, может привести к образованию нежелательных вредных веществ [148]. [c.98]

Анализ членов уравнения (5.1-35) выявляет различные возможные способы повышения температуры твердого тела за счет теплопроводности, сжатием, в результате диссипативных потерь (слагаемое —т Уг ) или от распределенного источника тепла (в виде химической или электрической энергии). Диссипативный член —(т Уф) отражает необратимость превращения механической энергии в тепло и в данном случае обусловлен необратимой деформацией твердого тела (в жидкости этот источник — диссипация энергии вязкого течения). [c.251]

Химическая реакция рассматривается как совокупность актов разрыва и образования химических связей (гомолитические реакции, гетероциклические реакции и т. п.), связанных с преодолением потенциальных энергетических барьеров и вызываемых внутренними и внешними причинами, к которым можно отнести химическое инициирование влияние окружающей среды воздействие света, тепла, ультразвука, проникающих ионизирующих и лазерных излучений эффекты плазмы химическую индукцию влияние различного вида катализаторов и т. п. Быстрота химического превращения определяется вероятностью взаимодействия частиц, которые обладают энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера (фактор частоты их колебаний и [c.24]

Известно, что до сих пор основным источником энергии (в том числе электрической) является химическая энергия различных видов топлива, в первую очередь угля, природного газа, нефти. Но на пути к преобразованию энергии горения в электрическую энергию она проходит через целую цепь превращений. Сначала она превращается в тепло при сгорании топлива, затем в механическую работу двигателя и лишь после этого в [c.490]

Переход одного вида энергии в другой может совершаться различными способами. Если не принимать во внимание технических несовершенств, то мы можем сказать, что из определенного количества энергии одного вида всегда возникает (в случае полного превращения) вполне определенное количество другого вида энергии независимо от того, каким способом и с помощью какого устройства совершено это превращение. Так, например, из 1 кГм механической работы всегда возникает 2,34 кал и из 1 кВт ч электрической энергии — всегда 860 ккал тепла (если при этом не возникают другие формы энергии). Когда в процессе превращения образуется несколько видов энергии, нужно учитывать сумму энергий всех видов, выраженных в одинаковых единицах. Исходя из этого, можно сказать, что закон превращения энергии является составной частью закона сохранения энергии. [c.24]

К- п. д. различных процессов или установок, где происходит превращение энергии, сильно отличаются друг от друга. Как правило, с наибольшим к. п. д. происходит превращение в тепло. Механическая, электрическая, химическая и другие виды энергии практически могут быть на 100% превращены в тепло. Коэффициент полезного действия при превращении механической энергии в электрическую на гидроэлектростанциях достаточно высок 90—95% (табл. 1). Хороший к. п. д. мы имеем также при непосредственном (минуя стадию тепла) превращении химической энергии в электрическую в гальванических элементах. Однако в настоящее время в связи с техническими трудностями гальванические элементы не могут использоваться для получения электроэнергии в больших количествах (об этом мы будем подробно говорить в главе III). [c.26]

Согласно первому началу термодинамики, различные ви ды энергии могут переходить друг в друГа в определенных количественных соотношениях. Так, например, если превращение будет полным, "Ю есть без возникновения других видов энергии, из 1 кгм механической работы возникает 2,34 кал тепла. Однако закон сохранения энергии ничего не говорит о том, лк)бой ли вид энергии может превращаться [c.85]

Пожалуй, не будет преувеличением сказать, что недостаток наших знаний чрезвычайно дорого обходится мировой экономике. Только глубокое знание законов движения различных видов материи даст возможность надежно и экономично проводить в нужном направлении процессы, необходимые для превращения энергии. Пока же мы еще не можем исключать тепло из этого цикла, поскольку не можем создавать устройства, в которых химическая энергия надежно и с большим коэффициентом полезного действия превращалась бы в энергию упорядоченного движения молекул (при получении работы), либо в энергию упорядоченного движения электронов (при получении электрической энергии). [c.128]

В клетках различных органов и тканей глюкоза окончательно распадается до СО, и воды. У микроорганизмов глюкоза распадается в процессе различных видов брожения, а у высших растений, человека и животных — путем гликолиза, в пентозофосфатном цикле, и цикле трикарбоновых кислот. В процессе превращения (распада) углеводов высвобождается энергия, которая частично аккумулируется в макроэргических связях АТФ, а частично выделяется в виде тепла. [c.208]

В качестве сырья для различных методов получения водорода в больших объемах, очевидно, должна применяться вода, которая для своего превращения в водород требует больших затрат энергии в связи с тем, что процесс разложения ее является исключительно эндотермичным дефицит тепла в этом случае, как было принято считать до недавнего времени, может покрываться за счет любых источников, прежде всего электроэнергии,, а также тепловой энергии (имеется в виду совершенствование методов эффективности осуществления реакции разложения). [c.230]

Этот комплекс имеет сходство как с реагирующими веществами, так и с продуктами реакции он может несколько больше походить на одну из этих пар, но в нем всегда есть нечто от природы обеих. Переходное состояние обладает самой большой энергией по сравнению с любой промежуточной стадией реакции выделить комплекс из сферы реакции невозможно, так как он обладает большей энергией, чем реагенты и продукты реакции, и поэтому наименее устойчив. Энергия, необходимая для превращения реагентов в переходное состояние, представляет собой энергию активации данной реакции (АЕ). Изменение энергии системы в ходе реакции может быть представлено графически в виде кривой, показывающей постулированные уровни потенциальной энергии на различных стадиях перехода от реагентов к продуктам реакции. Как видно из графика (рис. 4), энергия активации равна разности энергий начального и промежуточного состояний. Если энергия конечной системы меньше, чем у исходной (рис. 4,а), то в ходе реакции энергия выделяется в виде тепла такая реакция называется экзотермической, и теплота реакции Ш имеет отрицательный знак. Для протекания эндотермической реакции (рис. 4,6) требуется дополнительная энергия теплота такой реакции имеет положительный знак. [c.36]

Закон сохранения энергии ничего не говорит об особенностях тепла, поэтому полное превращение термической энергии в тепло ему не противоречит. Именно это натолкнуло многих изобретателей на мысль сконструировать ма -шину, способную производить работу на основе возможно более полного превращения термической энергии. Например, на корабле такая машина могла бы ра тать следующим образом она отбирала бы от воды термическую энергию в виде тепла, несколько охлаждая при этом воду. При помощи судового двигателя эта энергия превращалась бы в механическую работу, при этом тепло, выделяемое в результате трения различных частей двигателя, снова бы передавалось воде, слегка ее нагревая. Круговой процесс [c.86]

К числу химических превращений, которые могут быть изучены с помощью ДТА, относятся процессы полимеризации и химические реакции в полимерах. К химическим реакциям относятся как процессы взаимодействия полимера с полимером и полимера с химическими соединениями, так и различные превращения в макромолекулярных веществах, вызванные воздействием внешней энергии в виде, например, излучения или тепла. Химические реакции могут включать процессы окисления, вулканизации, сшивания, отверждения и т. д. Используя метод ДТА, можно изучать воздействие излучений на полимеры, особенно если эти процессы сопровождаются изменением кристалличности. Сочетание метода ДТА с термогравиметрическим анализом дает возможность весьма успешно проводить изучение процессов термической деструкции. В последнее время для этой цели совместно с ДТА применяют газовую хроматографию. [c.325]

Термодинамика (происходит от греческих слов therme — теплота и dinamis — сила) — это наука о превращениях различных видов энергии. Техническая термодинамика рассматривает закономерности взаимного превращения тепла в работу и работы в тепло, устанавливает взаимосвязь между тепловыми, механическими и химическими процессами, которые совершаются в тепловых и холодильных машинах. [c.24]

Термодинамика занимается изучением превращений энергии. Она дает количественные соотношения между различными видами энергии, среди которых механическая и электрическая работа и тепло имеют наибольшее значение в химической промышленности. Термодинамика базируется на трех широких обобщениях, известных, как три закона термодинамики. Из этих законов могут быть сделаны многочисленные выводы, приложимые к большому числу химических и физических превращений. Специальные уравнения и случаи применения читатель может найти в многочисленных учебниках и справочниках, посвященных этому вопросу. Во многих случаях удобно применять графический метод изображения некоторых процессов. Краткое описание этог9 метода дается в разделе VII. [c.91]

Как известно, до сих пор ооновным источником энергии является химическая энергия различных видов топлива, в первую очередь угля, и нефти. Но на пути к потребителю она проходит через целую цепь превращений. Сначала она превращается в тепло при сгорании топлива, затем — в механическую работу двигателя и лишь после этого—,в электрический ток. На каждом таком этапе неизбежпо теряется значительная часть энергии. Сократить ЧИСЛО этих промежуточных стадий — значит намного уменьшить потери. Топливный элемент примечателен тем, что химическая энергия горючего здесь сразу превращается в электрическую энергию. [c.140]

Только в конце ХУП1 века обратили внимание на то, что механическая работа может превращаться в тепло. Например, при рассверливании стволов пушек замечали, что во время этой работы выделяется тепло. В середине XIX века на основании различных наблюдений было установлено, что тепло есть одна из форм энергии, а не какая-то особая жидкость следовательно, закон сохранения и превращения энергии справедлив и для тепла другие виды энергии могут превращаться в тепло и наоборот тепло не может ни возникнуть из ничего, ни исчезнуть бесследно. [c.76]

Исходя из современных коэффициентов пересчета на условное горючее электрической энергии, воды, бурого угля, общий расход энергии на 1000 водорода составляет 0,97 т у. т., из них 0,6 т у. т. в буром угле и 0,37 т у. т. в виде тепла ядерного реактора (расход на получение электроэнергии, воды, пара, подогрев водорода, сущку угля). Таким образом, примерно 40 % расхода энергии в процессе получения водорода на базе угля заменяется дешевым теплом атомного реактора. Общий термический коэффициент процесса превращения твердого горючего в водород составляет около 40 % Укажем, что лучщие современные процессы получения водорода из бурого угля на основе парокислородной газификации дают термический КПД процесса, не превыщающий 30—35 % (в зависимости от качества горючего и энергозатрат на его подготовку к процессу газификации). Переработку угля с использованием тепла атомного реактора можно проводить по различным схемам. Теоретически газификация угля с последующим метанирова-нием или гидрогазификация протекают с некоторым избытком тепла, а для [c.435]

Этих примеров достаточно, чтобы доказать вращение некоторых мо/к кул в кристаллах, однако о том, как и при какой температуре начинается это вращение, известно очень мало. Когда было проведено изучение изменения удельной теплоемкости кристаллических веществ этого класса с температурой, то оказалось, что в некоторых случаях происходит внезапное поглощенне тепла при определенной температуре, например при нагревании НС1, N, и F . Это, конечно, можно связать с началом вращения молекулы в других случаях наблюдался 1П1ой вид теплового превращения, протекающий в определенном, достаточно широком температурном интервале. Тепло при этом погло-ниются и удельная теплоемкость (обычно) возрастает до максимума, а ате.м внезапно надает и продолжает изменяться по обычной кривой. Такая аномалия удельной теплоемкости для СН изображена на рис. 47 (а). Кроме того, один и тот же кристалл дюжет претерпевать более одного превращения второго типа, а в некоторых случаях (О,, H,S) можно обнаружить и оба типа превращения. До тех пор, пока природа этих превращений не будет точно понята, можно только предполагать, что при втором типе изменений у молекулы существует больше воз. южных ориентаций при тедшературах выше точки перехода, чем при температурах ниже ее. Изменения от состояния, в котором молекулы слабо колеблются, до состояния, в котором они свободно вращаются, аналогичны до известной степени процессу плавления твердого тела. Можно ожидать, что тепловая энергия, нужная для сообщения вращения первым немногочисленным молекулам, будет достаточно велика, но что при их вращении силы, удерживающие соседние молекулы, будут уменьшаться, и поэтому если процесс уже начался, то число свободно вращающихся молекул будет увели иваться очень быстро. Эти предположения подтверждаются данными опытов со смешанными кристаллами. Если решетка метана разбавлена атомами инертного газа (путем образования твердых растворов метана в аргоне илн криптоне), то связь между соседними молекулами метана уменьшается. Если нанести на график удельные теплоемкости таких смешанных кристаллов, содержащих различные количества инертного газа, то окажется, что те шературный интервал аномалии увеличивается с ростом содержания инертного газа. В дополнение к этому, как [c.193]