Количество теплоты в токе: ФИЗИКА: ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца

ФИЗИКА: ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца

Задачи на Закон Джоуля-Ленца с решениями

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Закон Джоуля-Ленца»

Название величины	Обозначение	Единица измерения	Формула
Сила тока	I	А	I = U / R
Напряжение	U	В	U = IR
Время	t	с	t = Q / I2R
Количество теплоты	Q	Дж	Q = I2Rt

1 мин = 60 с;    1 ч = 60 мин;   1 ч = 3600 с.

---

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

---

Задача № 1.  Какое количество теплоты выделит за 20 мин спираль электроплитки сопротивлением 25 Ом, если сила тока в цепи 1,2 А?

---

Задача № 2.  

Какое количество теплоты выделит за 30 мин спираль электроплитки, если сила тока в цепи 2 А, а напряжение 220 В?

---

Задача № 3.  Сколько времени нагревалась проволока сопротивлением 20 Ом, если при силе тока 1 А в ней выделилось 6 кДж теплоты.

---

Задача № 4.  Электрическая плитка при силе тока 5 А за 30 мин потребляет 1080 кДж энергии. Рассчитайте сопротивление плитки.

---

Задача № 5.  Какое количество теплоты выделится за 25 мин в обмотке электродвигателя, если ее активное сопротивление равно 125 Ом, а сила тока, протекающего в ней, равна 1,2 А?

 

---

Краткая теория для решения Задачи на Закон Джоуля-Ленца.

 

---

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца». Выберите дальнейшие действия:

 

Урок 30. закон джоуля-ленца. эдс — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 30. Закон Джоуля — Ленца. ЭДС

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Работа электрического тока;

2) Мощность электрического тока;

3) Закон Джоуля — Ленца;

4) Сторонние силы;

5) Электродвижущая сила.

Глоссарий по теме

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения на этом участке и времени, в течении которого совершалась работа.

Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока.

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.

Любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением электростатических (кулоновских) сил, называются сторонними силами.

Электродвижущая сила (ЭДС) в замкнутом проводящем контуре равна отношению работы сторонних сил по перемещению заряда вдоль контура к этому заряду.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Обязательная литература:

1. Г.Я. Мякишев., Б.Б.Буховцев., Н.Н.Сотский. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 343 – 347.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа,2009.- 68 – 74.

Дополнительная литература.

http://kvant.mccme.ru/1972/10/zakon_dzhoulya-lenca.htm

Основное содержание урока

При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу, равную произведению заряда, прошедшего через проводник, и напряжения.

Сила тока равна отношению заряда прошедшего через проводник ко времени прохождения

Выразим заряд из формулы силы тока

через силу тока и время:

после подстановки в формулу (1) получим

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого шёл ток.

Из закона Ома для участка цепи выразим напряжение через силу тока и напряжение

и подставив в формулу работы получим:

При последовательном соединении проводников для определения работы тока удобнее пользоваться этой формулой, так как сила тока одинакова во всех проводниках.

При параллельном соединении проводников формулой:

так как напряжение на всех проводниках одинаково.

Работа тока показывает, сколько электроэнергии превратилось в другие виды энергии за конкретный период времени. Для электроэнергии справедлив закон сохранения энергии.

Мощность определяется по формуле:

Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока.

Так же формулу для мощности можно переписать в нескольких эквивалентных формах:

Если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химических действий, то происходит только нагревание проводника.

Электрическое поле действует с силой на свободные электроны, которые начинают упорядоченно двигаться, одновременно участвуя в хаотическом движении, ускоряясь в промежутках между столкновениями с ионами кристаллической решетки. Во время этих столкновений расходуется кинетическая энергия заряженных частиц. Именно эта энергия и становится теплом. Последующие столкновения электронов с другими ионами увеличивают амплитуду их колебаний и соответственно температуру всего проводника.

В неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии:

Количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока.

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику:

При последовательном соединении большее количество теплоты выделяется в проводнике с большим сопротивлением, а при параллельном соединении – с меньшим.

Измерения, приводящие к закону Джоуля-Ленца, можно выполнить, поместив в калориметр с водой проводник с известным сопротивлением и пропуская через него ток определенной силы в течение известного времени. Количество выделяющейся при этом теплоты определяют, составив уравнение теплового баланса.

Если соединить проводником два металлических шарика, несущих заряды противоположных знаков, под влиянием электрического поля этих зарядов в проводнике возникает кратковременный электрический ток. Заряды быстро нейтрализуют друг друга, и электрическое поле исчезнет.

Чтобы ток был постоянным, надо поддерживать постоянное напряжение между шариками. Для этого необходимо устройство, которое перемещало бы заряды от одного шарика к другому в направлении, противоположном направлению сил, действующих на эти заряды со стороны электрического поля шариков. В таком устройстве на заряды, должны действовать силы неэлектростатического происхождения. Одно лишь электрическое поле заряженных частиц не способно поддерживать постоянный ток в цепи.

Любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения (то есть кулоновских), называют сторонними силами. Необходимости сторонних сил для поддержания постоянного тока в цепи объясняет закон сохранения энергии.

Электростатическое поле потенциально. Работа этого поля при перемещении в нем заряженных частиц вдоль замкнутой электрической цепи равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — проводник нагревается. Следовательно, в цепи должен быть какой-то источник энергии, поставляющий ее в цепь. Работа этих сил вдоль замкнутого контура отлична от нуля. Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны от положительно заряженного электрода к отрицательному), а во внешней цепи их приводит в движение электрическое поле.

Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной, называемой электродвижущей силой (сокращенно ЭДС).

Электродвижущая сила источника тока равна отношению работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к величине этого заряда:

Электродвижущую силу выражают в вольтах.

Разбор тренировочных заданий

1. Электрочайник со спиралью нагревательного элемента сопротивлением 30 Ом включен в сеть напряжением 220 В. Какое количество теплоты выделится в нагревательном элемента за 5 мин?

1) 7260000 Дж;

2) 2200 Дж;

3) 484000 Дж.

Дано:

R=30Ом

U=220B

t=5мин=300с

Найти Q-?

Решение. Количество теплоты выделяемой нагревательным элементом определяется законом Джоуля – Ленца:

Правильный ответ 3) 484000 Дж.

2. Определите работу сторонних сил при перемещении по проводнику заряда 10 Кл, если ЭДС равно 9 В. Ответ округлите до десятых.

Дано:

q=10Кл

=9В

Найти: А_ст

Решение. Из формулы ЭДС выражаем

Правильный ответ: 90 Дж.

Закон Джоуля-Ленца: определение, формула, история, схемы

Давним давно, жили два ученых, один из которых, кстати, был нашим соотечественником — Эмилий Христофорович Ленц. Так вот, примерно в одно и тоже время, наш герой, вместе со своим английским коллегой, Джеймсом Джоулем, провели опыт (независимо друг от друга). Результаты их исследований со временем назовут законом Джоуля Ленца. В тонкостях этой области физики мы и будем разбираться в нашей сегодняшней статье.

Эти два ученых ставили перед собой цель, выяснить, от чего зависит нагревание проводников, которые оказываются частью одной цепи и посчитать количество тепла, которое уходит на нагревание того или иного проводника. Логично предположить, что чем больше ток, который протекает через проводник, тем выше температура, до которой этот элемент нагревается. Также, тем выше скорость нагревания. Чтобы проверить свое предположения оба физика собрали цепи, в которой были последовательно соединены три проводника из разных материалов. Ученые последовательно пропускали ток разной силы, проводя замеры. Что они выяснили?

Немного истории

Многочисленные опыты, проведенные в конце XVIII – начале XIX века, позволили не только установить основные свойства и законы электричества, но и сформулировать эпохальный по своей значимости вывод об эквивалентности между теплотой и механической работой: работа, или, как впоследствии стали формулировать, «энергия», никогда не теряется, а лишь переходит из одного вида в другой. Этот вывод, получивший впоследствии название закона сохранения и превращения энергии (см. подраздел 1.2), и заключался в том, что теплоту можно обратить в механическую работу и наоборот и что из определенного количества теплоты можно получить только определенное количество механической работы. Можно привести тысячи примеров, когда с помощью этого закона нашли свое объективное толкование результаты опытов в различных областях естествознания.

Закон Джоуля Ленца кратко

Основными положениями закона сохранения энергии воспользовались и электротехники при определении, например, количества тепловой энергии, выделяющегося в гальванической батарее вследствие химической реакции и превращающегося впоследствии в электрическую энергию. Однако особенность электрической энергии состоит в том, что само по себе электричество неприменимо. Человечество не может использовать его непосредственно подобно тому, как оно согревается теплотой, видит благодаря свету и т.п. Можно пользоваться только действием электрического тока, при котором электричество переходит в другие формы энергии.

Одним из первых глубоко исследовал свойства электрического тока в 1801–1802 годах петербургский академик В.В. Петров (1761– 1834), который провел множество экспериментов по изучению неизвестных в то время законов электрического тока. Изучив работы своих предшественников, Петров пришел к выводу, что более полное и всестороннее исследование электрического тока возможно лишь с помощью крупных гальванических батарей, действие которых будет более интенсивным и легче наблюдаемым. Для своих опытов Петров построил самую крупную в мире в те годы батарею из 4200 медных и цинковых кружков, уложенных в четырех деревянных ящиках, и получил от нее электродвижущую силу около 1700 вольт. Благодаря «лежачей» конструкции тяжелые металлические кружки не выдавливали жидкости, которой пропитывались бумажные кружки, разделяющие цинковые и медные элементы. Для изоляции он покрыл внутренние стенки ящиков сургучным лаком. Общая длина батареи составила 12 м. Все это позволило ему построить «огромную наипаче» батарею, которой не знал ещё мир. Уже в 1801 году он нашел зависимость силы тока от поперечного сечения проводника, в то время как немецкий физик Ом, работавший над этими проблемами, опубликовал результаты своих опытов только в 1827 году. Очень скоро им было замечено, что при прохождении электрического тока по проводнику последний нагревается.

В своих работах В.В. Петров описывает опыты по электролизу растительных масел, в результате которых он обнаружил высокие электроизоляционные свойства этих масел. Позднее масла получили широкое применение в качестве электроизоляционного материала. Желая продемонстрировать явление электролиза одновременно в нескольких трубках с водой, Петров впервые применил параллельное соединение приемников электрического тока. Работы этого выдающегося ученого установили возможность практического использования электрического тока для нагревания проводников.

Эмилий Христианович Ленц (1804–1865) – известный российский физик и электротехник, академик Петербургской академии наук, ректор Петербургского университета – родился в Дерпте (ныне Тарту, Эстония) в семье чиновника. После второго курса Дерптского университета отправился в 1823 году в трехлетнее кругосветное плавание. С помощью сконструированных им приборов (глубометра и батометра) занимался физическими исследованиями в водах Берингова пролива, Тихого и Индийского океанов, установил происхождение теплых и холодных морских течений, открыл закон океанических циркуляций. В 1829 г. принял участие в экспедиции на Кавказ, где проводил магнитные, термометрические и барометрические измерения в горных районах Кавказа и на побережье Каспийского моря. В 1830 году был назначен экстраординарным профессором и директором физического кабинета при Петербургской АН, в 1836 г. возглавил кафедру физики в Петербургском университете, а в 1863 г. стал ректором этого университета. Основные его работы посвящены электромагнетизму, вопросам теории и практического применения электричества, исследования в области которого Ленц начал в 1831 году в лаборатории первого русского электротехника – академика В.В. Петрова. Ленц стоял у истоков первой в России школы физиков-электротехников, последователями которой стали А. С. Попов, Ф.Ф. Петрушевский, В.Ф. Миткевич и др.

Зависимость количества выделяемой теплоты от силы тока изучали английский физик Джеймс Джоуль и русский физик Эмилий Ленц. Они пропускали ток по спирали, помещенной в калориметр с водой. Через некоторое время вода нагревалась. По её температуре легко было вычислить количество выделившейся теплоты. Из проведенных опытов практически одновременно Джоуль и Ленц пришли к выводу, что при прохождении гальванического тока I по проводнику, обладающему определенным сопротивлением R, в течение времени t совершается работа А :

А = I 2 Rt,

проявляющаяся в виде выделившейся теплоты.

Этот важнейший вывод обратимости электрической и тепловой энергии, теоретически обоснованный Уильямом Томсоном, получил название закона Джоуля–Ленца, а именем Джоуля названа единица механической работы в системе СИ.

Комбинируя проводники различного сопротивления, включенные последовательно в общую цепь, можно добиться концентрированного выделения большого количества теплоты на малом участке проводника с большим сопротивлением. На таком концентрировании выделения теплоты были основаны все первоначальные опыты превращения энергии электрического тока в тепловую и даже в световую энергию.

Суть данного закона

Всю свою жизнь В.В. Петров – член двух академий – прожил скромно и незаметно. 41 год он проработал в Медико-хирургической академии. За это время он провел много физических опытов, написал три книги и учебник по физике, которым пользовались в гимназиях всей России. Книги и научные статьи Петров писал на русском языке, чтобы их читало как можно больше людей, хотя в то время научные работы было принято писать на латыни. Он писал: «Я надеюсь, что просвещенные и беспристрастные физики по крайней мере некогда согласятся отдать трудам моим ту справедливость, которую важность сих последних опытов заслуживает».

О законе Джоуля Ленца

Рассмотрим произвольный участок цепи постоянного тока, к концам которого приложено напряжение U. За время t через каждое сечение проводника проходит заряд  . Это равносильно тому, что заряд q переносится за время t из одного конца проводника в другой.

Интересный материал:Все о законе Ома

При этом силы электростатического поля и сторонние силы, действующие на данном участке, совершают работу  . Разделив работу на время t, за которое она совершается, получим мощность, развиваемую током на рассматриваемом участке  .

Эмилий Ленц

Эта мощность может расходоваться на совершение работы над внешними телами; на протекание химических реакций; на нагревание данного участка цепи и др.

В случае, когда проводник неподвижен и химических превращений в нем не совершается, работа тока затрачивается на увеличение внутренней энергии проводника, в результате чего проводник нагревается. Принято говорить, что при протекании тока в проводнике выделяется тепло

Это соотношение называется законом Джоуля – Ленца. Оно было экспериментально установлено английским физиком Д. П. Джоулем и подтверждено точными опытами Э. Х. Ленца.

Если сила тока изменяется со временем, то количество теплоты, выделяющееся в проводнике за время t, вычисляется по формуле

От формулы (4.1), можно перейти к выражению, характеризующему выделение тепла в различных точках проводника. Выделим в проводнике элементарный объем в виде цилиндра. Согласно закону Джоуля – Ленца, за время dt, в этом объеме выделится количество теплоты

где – dV элементарный объем. Разделив это выражение на dV и dt, найдем количество теплоты, выделяющееся в единице объема в единицу времени:

Величину   называют удельной тепловой мощностью тока. Эта формула представляет собой дифференциальную форму закона Джоуля – Ленца.

Вопросы

• В чем заключается физический смысл удельной тепловой мощности тока
  2) Напишите закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах

Из курса лекций

При протекании тока через проводник, обладающий сопротивлением, проводник нагревается (если он неподвижен и в нём нет химических превращений, то работа тока расходуется на нагревание проводника). Определим количество теплоты, выделяющегося в единицу времени на участке цепи. Рассмотрим однородный и неоднородный участки цепи, будем использовать закон Ома и закон сохранения энергии.

Однородный участок цепи

Рассчитаем работу, которую совершают силы поля над носителями тока на участке 1–2 за время dt. Сила тока в проводнике I, разность потенциалов между точками 1 и 2 – (j₁ – j₂). Тогда:   – такой заряд протечёт через поперечное сечение участка 1-2.

работа, совершаемая при перенесении заряда dq через поперечное сечение проводника на участке 1–2, силами поля.

Согласно закону сохранения энергии, энергия, эквивалентная этой работе, выделяется в виде тепла, если проводник неподвижен и в нём не происходят химические превращения, т.е. проводник нагревается. Носители тока (в металлах электроны) в результате работы сил поля приобретают дополнительную кинетическую энергию, а затем расходуют её на возбуждение колебаний решётки при столкновении с её узлами-атомами. Тогда:

Т.к.  , проинтегрировав, получаем:

но т.к.

Эта формула выражает закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи в интегральной форме записи. Если сила тока изменяется со временем, то количество теплоты, выделяющееся за время t вычисляется по формуле:

Получим дифференциальную форму записи закона Джоуля-Ленца.

;  ;   – величина элементарного объема.

Формула(24.6) определяет тепло, выделяющееся во всём проводнике, можно перейти к выражению, характеризующему выделение тепла в различных местах проводника. Выделим в проводнике элементарный объём в виде цилиндра. Согласно закону Джоуля-Ленца за время dt в этом объеме выделяется тепло.

Разделив это выражение на dV и dt, найдём количество тепла, выделяющееся в единице объема в единицу времени, эту величину назвали удельной тепловой мощностью тока w.

Удельная тепловая мощность тока – это количество теплоты выделяющееся в единицу времени в единице объема проводящей среды.

Тогда:

то

Формула (24.9) – дифференциальная форма записи закона Джоуля-Ленца. Сформулируем его:

Удельная тепловая мощность тока пропорциональна квадрату плотности электрического тока и удельному сопротивлению среды в данной точке.

Уравнение   применимо к любым проводникам вне зависимости от их формы, однородности и от природы сил, возбуждающих электрический ток. Если на носители тока действуют только электрические силы, то, согласно закону Ома:

то

Это уравнение имеет менее общий характер, чем уравнение

Неоднородный участок цепи

На неоднородном участке цепи на носители тока действуют не только электрические, но и сторонние силы, т.к. участок цепи содержит источник ЭДС. Тогда по закону сохранения энергии в неподвижном проводнике выделяемая теплота равна энергии, т.е. алгебраической сумме работ электрических и сторонних сил. Это же относится и к соответствующим мощностям: тепловая мощность должна быть равна алгебраической сумме мощностей электрических и сторонних сил:

– выделяющаяся на участке тепловая мощность. При наличии сторонних сил величина тепловой мощности определяется по той же формуле, что и для однородного участка цепи. Последнее слагаемое в правой части формулы:   – представляет собой мощность, развиваемую сторонними силами на данном участке цепи, но величина   – алгебраическая, в отличие от величины   она изменяет знак при изменении направления тока I.

Таким образом, данная формула означает, что тепловая мощность, выделяемая на участке цепи между точками 1 и 2, равна алгебраической сумме мощностей электрических и сторонних сил. Сумму этих мощностей, называютмощностью токана рассматриваемом участке цепи. Тогда можно сказать, что в случае неподвижного участка цепи мощность выделяемой на этом участке теплоты равна мощности тока.

Для полной неразветвлённой цепи

тогда:

– формула определяет общее количество выделяемой за единицу времени во всей цепи джоулевой теплоты (Q), оно равно мощности только сторонних сил.

Итак, теплота производится только сторонними силами, а электрическое поле только перераспределяет эту теплоту по различным участкам цепи.

Получим выражение закона Джоуля-Ленца в дифференциальной форме записи.

разделим на s,

Магнитное поле в вакууме Магнитное поле. Магнитная индукция

Как в пространстве, окружающем электрический заряд возникает ЭП, так и в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, называемое магнитным (МП).

В 1820г. датский физик Эрстед обнаружил, что поле, возбуждаемое током, оказывает ориентирующее действие на магнитную стрелку.

Опыт Эрстеда заключался в следующем: над магнитной стрелкой натягивалась проволока, по которой пропускали ток. Магнитная стрелка могла вращаться на игле. При включении тока магнитная стрелка поворачивалась и устанавливалась перпендикулярно к проволоке. При изменении направления тока, магнитная стрелка поворачивалась в противоположную сторону и опять устанавливалась перпендикулярно к проволоке.

Из опыта Эрстеда вытекает, что МП имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной, называемой магнитной индукциейи обозначаемой  .

Электрическое поле действует как на неподвижные, так и на движущиеся заряды, а МП – только на движущиеся в этом поле заряды.

Важнейшая особенность МП: оно действует только на движущиеся заряды.

Интересный материал:Мощность электрического тока: особенности расчета

Для обнаружения ЭП в него вносят пробный заряд. Для обнаружения МП в него вносят проводник с током (плоский замкнутый контур с током) или рамку с током, линейные размеры рамки с током малы по сравнению с расстоянием до токов, порождающих МП.

МП действует на рамку с током и рамка с током поворачивается. Ориентация контура с током в пространстве характеризуется направлением нормали ( ), т.е. за направление МП в данной точке принимают направление положительной нормали к рамке.

МП оказывает на контур с током (рамку с током) рис. 25.1. ориентирующее действие, поворачивая его определенным образом. Этот результат связан с определенным направлением магнитного поля. За положительное направление нормали принимается направление, связанное с направлением тока правилом правого винта, т.е. за положительное направление   принимается направление поступательного движения правого винта, головка которого вращается в направлении тока, текущего по рамке .

За направление индукции МП в данной точке принимается направление, вдоль которого располагается положительная нормаль к контуру с током.

Пусть ток течет по контуру против хода часовой стрелки, тогда ось магнитной стрелки, помещенной в МП, устанавливается вдоль направления поля (ось магнитной стрелки направлена так, что соединяет южный полюс S магнита с северным N).

Формула Ленца

На магнитную стрелку действует пара сил, поворачивающая ее до тех пор, пока ось стрелки не установится вдоль направления поля.

Вращающий момент, действующий на рамку с током равен:

Вращающий момент зависит от свойств поля в данной точке и свойств рамки, где   – вектор магнитного момента рамки с током,   – вектор магнитной индукции.

магнитный момент плоского контура с током, где I – сила тока в контуре, S – площадь поверхности контура (рамки),  – единичный вектор нормали к поверхности рамки.

_м ↑↑  , где   – направление положительной нормали к рамке.

Индукция МП определяется так:

или

Вектор  – силовая характеристика МП, но по историческим причинам ее назвали индукцией МП.

МП можно изображать с помощью линий магнитной индукции – силовых линий МП.

Силовыми линиями МП называются линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора  .

Направление силовых линий задается правилом правого винта: острие винта, движется по направлению тока, а направление вращения головки винта показывает направление обхода по силовым линиям.

Свойства силовых линий (линий магнитной индукции) МП:

• Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с током.

(Силовые линии ЭСП разомкнуты. Они начинаются на (+q) и заканчиваются на (–q)).

Поле, силовые линии которого замкнуты, называется вихревым. МП – вихревое поле. Изобразим линии магнитной индукции полосового магнита. Силовые линии выходят из северного полюса и входят в южный. Разрезая магнит на части, нельзя разделить полюса магнита.

Внутри (установлено на опыте) полосовых магнитов имеется магнитное поле, силовые линии которого являются продолжением силовых линий вне магнита. Т.е. силовые линии МП постоянных магнитов тоже замкнуты. Свободных магнитных зарядов не существует.

• Линии МП никогда не пересекаются. Их густота характеризует величину магнитной индукции в данной точке поля. Магнитная индукция зависит от свойств среды.
• Для магнитного поля справедлив принцип суперпозиции:

Поле вектора  , порождаемое несколькими движущимися зарядами (токами), равно векторной сумме полей  , порождаемых каждым зарядом (током) в отдельности.

В СИ единицей измерения магнитной индукции является тесла:

1 Тл = Дж/А·м² = Н·м/А·м² = Н/А·м

Магнитной проницаемостью среды является безразмерная величина, показывающая, во сколько раз МП в среде больше чем МП в вакууме:

где В _{– величина МИ в вакууме, а Вср – величина магнитной индукции в среде.}

Гн/м – магнитная постоянная.

В заключении предлагаем скачать интересный труд Натисова из Московского государственного института имени Баумана “Закон Джоуля Ленца”

http://bourabai.kz/toe/joul-lentz.htm
http://edu.tltsu.ru/er/book_view.php?book_id=14d6&page_id=11958
http://www.physicsleti.narod.ru/fiz/html/point_4_5.html
http://ens.tpu.ru/POSOBIE_FIS_KUSN/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0.%20%D0%9F%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%A2%D0%BE%D0%BA/07-7.htm
http://www.phys.nsu.ru/cherk/eldinfirst/wese23.html
http://energetika. in.ua/ru/books/book-2/part-3/section-7/7-1

Предыдущая

ТеорияФантомное питание для микрофона: схема подключения

Следующая

ТеорияЧто такое триггер в электронике — подробно разбираемся в терминах

Репетитор-онлайн — подготовка к ЦТ

Пример 17. Электроплитка состоит из двух спиралей, соединенных параллельно и имеющих мощности 80 и 40 Вт. Известно, что плитка нагревает воду до кипения за 30 мин в том случае, когда спирали работают вместе. Во сколько раз увеличится время нагревания воды до кипения, если первая спираль перегорит через 15 мин после включения?

Решение. Пусть на нагревание воды до кипения требуется теплота Q. Указанное количество теплоты по условию задачи вода получает двумя путями:

• в первом случае от двух одновременно работающих спиралей:

Q = Q ₁ + Q ₂,

где Q ₁ — количество теплоты, выделяемое первой спиралью, Q ₁ = = P ₁t ₀; P ₁ — мощность первой спирали; t ₀ — время работы плитки, t ₀ = 30 мин; Q ₂ — количество теплоты, выделяемое второй спиралью, Q ₂ = P ₂t ₀; P ₂ — мощность второй спирали;

• во втором случае от двух спиралей, работающих разное время:

Q=Q′1+Q′2,

где Q′1 — количество теплоты, выделяемое первой спиралью, Q′1=P1t1; t

1 — время работы первой спирали, t ₁ = 15 мин; Q′2 — количество теплоты, выделяемое второй спиралью, Q′2=P2t2; t ₂ — время работы второй спирали.

Равенства, записанные в явном виде, образуют систему уравнений:

Q=P1t0+P2t0,Q=P1t1+P2t2.}

Величина t ₂ представляет собой время работы плитки во втором случае.

Для того чтобы найти указанную величину, приравняем правые части уравнений системы:

P1t0+P2t0=P1t1+P2t2.

Отсюда следует:

t2=(P1+P2)t0−P1t1P2=(P1P2+1)t0−P1P2t1.

Искомое отношение определяется формулой

t2t0=(P1P2+1)−P1P2t1t0.

Вычислим:

t2t0=(8040+1)−80⋅1540⋅30=2,0.

Время нагревания воды до кипения увеличится в 2,0 раза.

Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца

Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца

Подробности

Просмотров: 865

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:

[Q] = 1 Дж

МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

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

В системе СИ:

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

Любознательным

Следы на песке

Если вам приходилось, гулять по пляжу во время отлива, то, вероятно, вы заметили, что, как только нога ступает на мокрый твердый песок, он немедленно подсыхает и белеет вокруг вашего следа. Обычно это объясняют тем, что под тяжестью тела вода «выжимается» из песка. Однако это не так, потому что песок не ведет себя подобно мочалке. Почему же белеет песок? Будет ли песок оставаться белым все время, пока вы стоите на месте?

Оказывается…
Побеление песка на пляже впервые объяснил Рейнольде в 1885 г. Он показал, что объем песка увеличивается, когда на него наступают. До этого песчинки были «упакованы» самым плотным образом. Под действием деформации сдвига, которая возникает под подошвой ботинка, объем, занимаемый песчинками, может лишь увеличиться. В то время как уровень песка поднимается резко, уровень воды может подняться лишь в результате капиллярных явлений, а на это требуется время. Поэтому на дне следа ноги песок некоторое время оказывается выше уровня воды — он сухой и белый.

Источник: «Физический фейерверк» Дж. Уокер

Закон Джоуля-Ленца. Тепловое действие тока — Студопедия

 

Закон Джоуля — Ленца (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его) — закон, характеризующий тепловое действие электрического тока.

При протекании тока по проводнику происходит превращение электрической энергии в тепловую, причем количество выделенного тепла будет равно работе электрических сил:
Q = W

Закон Джоуля — Ленца: количество тепла выделяемого в проводнике равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени протекания.
Q = I2Rt Формула: __________________

 

Выделение тепла при прохождении электрического тока. При
прохождении электрического тока по проводнику в результате столкновений свободных электронов с его атомами и ионами проводник нагревается.
Количество тепла, выделяемого в проводнике при прохождении электрического тока, определяется законом Ленца — Джоуля. Его формулируют следующим образом. Количество выделенного тепла Q равно произведению квадрата силы тока I², сопротивления проводника R и времени t прохождения тока через проводник:

Q = I²Rt (34)

Если в этой формуле силу тока брать в амперах, сопротивление в омах, а время в секундах, то получим количество выделенного тепла в джоулях. Из сравнения формул (29) и (34) следует, что количество выделенного тепла равно количеству электрической энергии, полученной данным проводником при прохождении по нему тока.

Допустимая сила и плотность тока. Превращение электрической энергии в тепловую нашло широкое применение в технике. Оно происходит, например, в различных производственных и бытовых электронагревательных приборах (электрических печах, электроплитах, электрических паяльниках и пр.), в электрических лампах накаливания, аппаратах для электрической сварки и пр. Однако во многих электрических устройствах, например в электрических машинах и аппаратах, электрических проводах и т. д., превращение электрической энергии в тепло вредно, так как это тепло не только не используется, а наоборот, ухудшает работу этих машин и аппаратов, а в некоторых случаях может вызвать повреждения и аварии.
Каждый проводник в зависимости от условий, в которых он находится, может пропускать, не перегреваясь, ток силой, не превышающей некоторое допустимое значение. Для определения токовой нагрузки проводов часто пользуются понятием допустимой плотности тока J (сила тока I, приходящаяся на 1 мм² площади s поперечного сечения проводника):

J = I/s (35)

Допустимая плотность тока зависит от материала провода (медь
или алюминий), вида применяемой изоляции, условий охлаждения, площади поперечного сечения и пр. Например, допустимая плотность тока в проводах обмоток электрических машин не должна превышать 3—6 А/мм², в нити осветительной электрической лампы — 15 А/мм². В проводах силовых и осветительных сетей плотность тока может быть различной в зависимости от площади поперечного сечения провода и его изоляции. Например, для медных проводов с резиновой изоляцией и площадью поперечного сечения 4 мм² допускается плотность тока 10,2 А/мм², а 50 мм² — только 4,3 А/мм²; для неизолированных проводов тех же площадей сечения — 12,5 и 5,6 А/мм². Уменьшение допустимой плотности тока при увеличении площади поперечного сечения провода объясняется тем, что в проводах с большей площадью сечения отвод тепла от внутренних слоев затруднен, так как сами они окружены нагретыми слоями. Для неизолированных проводов допускается большая температура нагрева, чем для изолированных.
Превышение допустимого значения силы тока в проводнике может вызвать чрезмерное повышение температуры, в результате этого изоляция проводов электродвигателей, генераторов и электрических сетей обугливается и даже горит, что может привести к короткому замыканию и пожару. Неизолированные же провода могут при высокой температуре расплавиться и оборваться.
Для того чтобы предотвратить недопустимое увеличение силы тока, во всех электрических установках должны приниматься меры для автоматического отключения от источников электрической энергии тех приемников или участков цепи, в которых имеет место перегрузка или короткое замыкание. Для этой цели в технике широко используют плавкие предохранители, автоматические выключатели и другие устройства.

Нагрев в переходном сопротивлении. Повышенный нагрев проводника, как следует из закона Ленца — Джоуля, может происходить г не только вследствие прохождения по нему тока большой силы, но и вследствие повышения сопротивления проводника. Поэтому для надежной работы электрических установок большое значение имеет значение сопротивления в месте соединения отдельных проводников. При неплотном электрическом контакте и плохом соединении проводников (рис. 32) электрическое сопротивление в этих местах (так называемое переходное сопротивление электрического контакта) сильно возрастает, и здесь происходит усиленное выделение тепла. В результате место неплотного соединения проводников будет представлять собой опасность в пожарном отношении, а значительный нагрев может привести к полному выгоранию плохо соединенных проводников. Во избежание этого при соединении проводов на э. п. с. и тепловозах концы их тщательно зачищают, облуживают и впаивают в кабельные наконечники, ко-

Рис. 32. Схемы выделения тепла и возникновения искрения при неплотном электрическом контакте

торые надежно прикрепляют болтами к зажимам электрических машин и аппаратов. Специальные меры принимают и для уменьшения переходного сопротивления между контактами электрических аппаратов, осуществляющих включение и выключение тока.

Уравнение тепла и удельная теплоемкость | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 10 класс> Наука> Жара

Уравнение тепла и удельная теплоемкость

Уравнение теплопроводности:

Допустим, тело массы m нагревается так, что его температура изменяется от t ₁ до t ₂ . Следовательно, изменение температуры t ₂ — t ₁ . Количество тепла «Q» зависит от двух факторов, а именно массы тела и разницы температур.

И.е. Q∝m …….. (i)

Q∝ (т ₂ — т ₁ )

Q∝dt ………… (ii) Где dt — разница температур

Объединение уравнений (i) и (ii)

Qmdt

Q = smdt

Следовательно, Q = msdt

Где s — это константа пропорциональности, известная как удельная теплоемкость.

Удельная теплоемкость:

у нас,

Q = msdt

или, s = \ (\ frac {Q} {mdt} \)

Когда,

м = 1 кг

dt = 1 градус Цельсия

с = Q

Таким образом, удельная теплоемкость определяется как количество тепла, необходимое для изменения температуры 1 кг вещества на 1 ° C или 1k

Единица удельной теплоемкости:

У нас есть,

S = \ (\ frac {Q} {mdt} \)

В СИ единицей тепловой энергии (Q) является джоуль

СИ единица массы (м) килограмм

Единица изменения температуры (дт) в СИ — Кельвин

Следовательно, S = \ (\ frac {J} {kgK} \) = Jkg ^-1 K ^-1

Примечание : Различные вещества имеют разную удельную теплоемкость.Вещество, обладающее большей удельной теплоемкостью, медленно меняет свою температуру (при нагревании его температура медленно повышается, а при охлаждении температура медленно падает). Вещества с меньшей удельной теплоемкостью быстро изменяют свою температуру (при нагревании температура быстро повышается)

Удельная теплоемкость некоторых материалов:

Материалы	Удельная теплоемкость
Золото	134 Джкг -1 К -1
Меркурий	138 Дж кг -1 К -1
Песок	800 Джкг -1 К -1
Лед	2100 Дж кг -1 К -1
Вода	4200 Дж кг -1 К -1

Тепловая мощность определяется как количество тепла, необходимое для изменения температуры вещества на 1 градус Цельсия.Обозначается буквой «С». Тепловая мощность:

Математически,

C = м с, где,

C = тепловая мощность

M = масса вещества

S = удельная теплоемкость.

Его единица СИ — Дж / К или Дж / ° C

Принцип калориметрии:

Как мы знаем, тепло передается от более горячего тела к более холодному, когда два тела находятся в контакте друг с другом. Согласно принципу сохранения энергии, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена.Таким образом, тепловая энергия, теряемая телом при более высокой температуре, равна тепловой энергии, полученной телом при более низкой температуре. Есть предположение, что в окружающей среде нет потерь тепла, поэтому будет происходить теплообмен между горячими и холодными телами. Теплообмен продолжается до тех пор, пока они не достигнут одинаковой температуры. Это называется принципом калориметрии.

В нем говорится, что «количество тепла, теряемого более горячим телом, равно количеству тепла, полученному более холодным телом, что позволяет избежать внешних потерь тепла.«

Математически,

Тепло, теряемое телом при более высокой температуре = Тепло, полученное телом при более низкой температуре

, т.е. m ₁ × s ₁ × dt ₁ = m ₂ × s ₂ × dt ₂

где, м ₁ = масса тела (1)

м ₂ = масса кузова (2)

с ₁ = удельная теплоемкость (1)

с ₂ = удельная теплоемкость (2)

dt ₁ = изменение температуры (1)

dt ₂ = изменение температуры (2)

Тепло между двумя контактирующими телами

Рассмотрим два тела A и B с массами m ₁ и m ₂ .Пусть t ₁ и t ₂ будет начальной температурой A и B соответственно. Пусть удельная теплоемкость A и B равна S ₁ и S ₂ соответственно. Если A — более горячее тело, а B — более старое тело, когда они находятся в тепловом контакте, A будет терять тепло, а B будет набирать тепло, пока их температура не станет равной «t».

Следовательно,

Количество тепла, полученного B (Q ₂ ) = m ₂ S ₂ (t — t ₂ )

Количество тепла, потерянного A (Q ₁ ) = m ₁ S ₁ (t ₁ -t)

Согласно принципу калориметрии количество тепла, выделяемого A, равно количеству тепла, полученного B

Следовательно, м ₁ S ₁ (t ₁ -t) = m ₂ S ₂ (t-t ₂ )

Как рассчитать скрытое тепло, необходимое для изменения фазы

2. Образование
3. Наука
4. Физика
5. Как рассчитать скрытое тепло, необходимое для фазового изменения

Стивен Хольцнер

В области физики l atent heat — количество тепла на килограмм, которое вы должны добавить или убрать, чтобы объект изменил свое состояние; Другими словами, скрытое тепло — это тепло, необходимое для того, чтобы произошел фазовый переход.Его единицами измерения являются джоули на килограмм (Дж / кг) в системе MKS (метр-килограмм-секунда).

Физики различают три типа скрытой теплоты, соответствующие фазовым переходам между твердым телом, жидкостью и газом:

• Скрытая теплота плавления, л _f . Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между твердой и жидкой фазами, как когда вода превращается в лед или лед превращается в воду.

• Скрытая теплота испарения, л _v . Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между жидкой и газовой фазами, например, когда вода кипит или когда пар конденсируется в воду.

• Скрытая теплота сублимации, л _с . Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между твердой и газовой фазами, как при испарении сухого льда.

Вот формула теплопередачи при фазовых переходах, где

м — масса, а л — скрытая теплота:

Здесь L занимает место

и c (удельная теплоемкость) в формуле изменения температуры.

Предположим, вы находитесь в ресторане со стаканом 100,0 граммов воды комнатной температуры, 25 градусов Цельсия, но вы предпочитаете ледяную воду с температурой 0 градусов Цельсия.Сколько льда вам нужно? Вы можете найти ответ, используя формулы нагрева как для изменения температуры, так и для фазового перехода.

Вы достаете свой планшет, полагая, что тепло, поглощаемое тающим льдом, должно равняться теплу, теряемому водой, которую вы хотите охладить. Вот количество тепла, теряемого охлаждаемой вами водой:

T — это конечная температура, а T ₀ — начальная температура.

Подсчет чисел показывает, сколько тепла необходимо терять воде:

Итак, сколько льда растает при таком количестве тепла? То есть, сколько льда при 0 градусах Цельсия вам нужно добавить, чтобы охладить воду до 0 градусов Цельсия? Это будет следующая величина, где л _f — это скрытая теплота плавления льда:

Вы знаете, что это должно быть равно теплоте, потерянной водой, поэтому вы можете установить это равным и противоположным

Другими словами,

«Простите меня», — говорите вы официанту.«Пожалуйста, принесите мне ровно 31,0 грамма льда при температуре 0 градусов Цельсия».

Об авторе книги

Стивен Хольцнер, доктор философии, работал редактором журнала PC Magazine и работал на факультете Массачусетского технологического института и Корнельского университета. Он написал Physics II For Dummies , Physics Essentials for Dummies и Quantum Physics For Dummies .

Поощрение возобновляемого тепла (обновленное руководство на 2021 год)

Что такое программа поощрения использования возобновляемых источников тепла (RHI)?

Программа поощрения за возобновляемое тепло (RHI) — это схема, созданная правительством Великобритании для поощрения частных домохозяйств, сообществ и предприятий к установке технологий возобновляемой энергии для отопления при финансовой поддержке .

Внутренний номер RHI

Схема RHI была продлена еще на 12 месяцев. Он будет работать до 31 марта 2022 года .

RHI был впервые создан в апреле 2014 года, а 22 мая 2018 года вступили в силу последние правила. RHI была создана для того, чтобы минимизировать последствия изменения климата , а также чтобы быть основным двигателем на пути к цели Великобритании на 2020 год, которая состоит в том, чтобы 12% из отопления приходилось на возобновляемые источники энергии.

Существует два типа схем RHI: стимулирование использования возобновляемых источников тепла для дома и не для дома.

• Бытовой RHI разработан для тех установок, которые отапливают одно домашнее хозяйство. Другими словами, это касается частных домов.
• Небытовое оборудование RHI предназначено для возобновляемых систем отопления в общественных, коммерческих или промышленных объектах. Однако на этой странице рассматривается только программа поощрения использования возобновляемых источников тепла внутри страны (DRHI).

Только следующие типы возобновляемых систем отопления соответствуют критериям для внутренней схемы RHI:

Как работает стимулирование использования возобновляемых источников тепла?

Домашний RHI работает как программа финансовой поддержки для домашних хозяйств с системами отопления с использованием возобновляемых источников энергии.С помощью RHI домохозяйства могут сэкономить значительную сумму в размере денег в долгосрочной перспективе, если у них в доме установлено соответствующих критериям систем отопления , таких как тепловые насосы.

Чтобы получить сертификат для внутреннего RHI, очень важно знать все этапы процесса подачи заявки . Существуют различные требования на каждом этапе, с которыми кандидаты должны быть знакомы, касающиеся как установки технологии возобновляемой энергии, так и самого дома.

Качественное время, потраченное на поиск подходящего решения для отопления с возобновляемыми источниками энергии и установщик , увеличивает вероятность того, что ваше приложение RHI будет одобрено .

Как рассчитываются внутренние платежи RHI?

Внутренние платежи RHI рассчитываются с учетом трех основных факторов:

• Годовое отопление вашей собственности и потребность в горячей воде
• Сезонный коэффициент полезного действия вашей системы отопления (SCOP)
• Текущие тарифы RHI

Размер получаемых вами выплат RHI может меняться из года в год .С момента вступления в силу программы стимулирования использования возобновляемых источников тепла в этой схеме использовалась система «деградации», созданная для управления бюджетом внутреннего RHI.

Однако 1 декабря 2019 года Департамент бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) объявил, что 1 января 2020 года не будет без снижения .

В таблице ниже показаны текущие и будущие тарифы Ofgem RHI для каждой из подходящих возобновляемых систем отопления.

Текущие и будущие внутренние тарифы RHI

Заявки поданы	Котлы и печи на биомассе (p / кВтч)	Воздушные тепловые насосы (p / кВтч)	Земляные тепловые насосы (p / кВтч)	Солнечная энергия (л / кВтч)
10.01.2019 — 31.12.2019	6.88p	10.71p	20,89p	21.09p
01.01.2020 — 31.03.2020	6,88p	10.71p	20,89p	21.09p
04.01.2020 — 30.06.2020	6.97p	10,85p	21.17p	21.37p
	Если какие-либо новые изменения тарифов будут внесены в связи с понижением цен, BEIS сделает объявление до 1 июня 2020 года.

* Эти тарифы были скорректированы в соответствии с индексом потребительских цен (ИПЦ)

Вот пример того, как внутренние RHI Payments могут быть рассчитаны :

1. Годовая потребность в отоплении и горячей воде определяется из сертификата энергоэффективности домохозяйства (EPC), например, 30 000 кВтч / год .
2. Количество электроэнергии, которое будет потреблять система отопления, рассчитывается путем деления годовой потребности в отоплении и горячей воде на сезонный коэффициент полезного действия системы отопления (SCOP), который обычно оценивается между 2.5 и 4 установщиком MCS, например, 30,000 / 3 = 10,000 кВтч / год .
3. «Возобновляемое» содержание рассчитывается путем вычитания ранее рассчитанного значения из годовой потребности собственности в отоплении и горячей воде, например, 30,000 — 10,000 = 20,000 кВтч / год .
4. Годовой платеж RHI рассчитывается путем умножения предыдущей цифры на текущий тариф RHI (20,89 p / кВтч для геотермального теплового насоса). Например, 20000 x 0,2089 = 4,178 фунтов стерлингов в год .

Если вы не хотите производить расчеты самостоятельно, воспользуйтесь калькулятором RHI , чтобы узнать, какие выплаты вы можете получить за установку возобновляемой системы отопления.

Новые правила защиты клиентов

Ofgem представила новые правила защиты клиентов 15 декабря 2020 года, которые будут поддерживать клиентов, которые изо всех сил пытаются оплачивать свои счета за электроэнергию.

Регламент защитит тех, кто уязвим и временно не может оплачивать свои счета за электроэнергию, в виде более подходящей политики управления кредитными ресурсами и планов устойчивых выплат.

Как установить систему обогрева RHI?

После тщательного изучения всех требований схемы RHI целесообразно рассмотреть все «за» и «против» тепловых насосов и других подходящих систем отопления с возобновляемыми источниками энергии . Важно выбрать лучшую технологию отопления с использованием возобновляемых источников энергии для вашего дома, которая будет не только служить источником энергии, но и приведет к значительной экономии на ваших счетах за электроэнергию. Поэтому желательно проконсультироваться с профессионалами, прежде чем приступать к проекту ремонта дома.

Вместе с установкой выбранной вами возобновляемой системы отопления вам, возможно, также придется установить счетчик . Есть два типа учета: счетчик по производительности и счетчик по оплате . Какой тип потребуется, зависит от вашего выбора системы отопления.

«Измерение производительности» — это обязательное требование для всех новых тепловых насосов. «Платежный счетчик» — это требование для тепловых насосов, печей на биомассе и бойлеров.

Напротив, если вы оценили все плюсы и минусы солнечной энергии, которую вы выбрали для солнечной тепловой системы, вам не нужно устанавливать счетчик . Причина в том, что для нагрева воды для бытового потребления солнечные батареи не должны измеряться.

Наконец, вам следует потратить некоторое время на выбор подходящей отопительной техники с использованием возобновляемых источников энергии установщик . Наряду с этим убедитесь, что установщик вашей системы отопления имеет сертификат Microgeneration Certification Scheme (MCS) .

RHI — Как мне подать заявку?

Чтобы подать заявление на внутренний RHI, вы должны проживать в England , Scotland или Wales . После этого, чтобы подать заявку на внутренний RHI , вы должны владеть домом, быть частным или социальным арендодателем или самостоятельно построить новую недвижимость, отвечающую всем необходимым требованиям.

У вас есть до 12 месяцев, чтобы подать заявку на участие в программе стимулирования использования возобновляемых источников тепла для дома.

Когда дело доходит до необходимых документов, вам потребуется установка схемы сертификации Microgeneration (MCS) номер сертификата , которую вы должны получить после того, как сертифицированный установщик MCS завершит установку вашей возобновляемой системы отопления.

После этого необходимо будет провести оценку экологичности вашего здания. Эта оценка состоит из двух документов:

• Сертификат энергоэффективности (EPC) для вашего домохозяйства, показывающий энергоэффективность здания с оценкой от A (очень эффективный) до G (неэффективный).
• Оценка занятости , в которой даются предложения по повышению энергоэффективности собственности.

Кроме того, вы должны быть готовы предоставить банковские реквизиты и сумму, которую вы заплатили за установку вашей возобновляемой системы отопления.Если вы получали платежи из государственных фондов раньше, вы должны уведомить об этом, указав сумму, которую вы получили, и дату выплаты.

необходимых документов

• Схема сертификации микрогенерации (MCS) номер сертификата
• Сертификат энергетической эффективности (EPC) №
• Документ об оценке занятости
• Личная информация и банковские реквизиты

Текущие обязательства по стимулированию использования возобновляемых источников тепла

Со дня подачи заявления в местный RHI вы автоматически соглашаетесь со всеми текущими обязательствами , которые связаны со схемой.Одна из ваших обязанностей — соблюдение текущих обязательств, связанных с вашим домом и конкретной системой отопления с использованием возобновляемых источников энергии, которую вы установили.

Из года в год вы должны заполнять годовую декларацию. Заполняя декларацию, вы гарантируете, что соблюдаете все правила схемы , так что за производимое вами тепло будет выплачена правильная сумма денег.

Вот некоторые из годовых деклараций, которые вам нужно будет подавать:

• Что вы по-прежнему владеете отопительной системой на вашем участке
• Система находится в хорошем рабочем состоянии и не была заменена
• Прибор , который вы должны были установить, находится в хорошем рабочем состоянии
• И другие критерии , которым вы должны соответствовать в отношении жильцов дома и вашей системы отопления

Кроме того, Ofgem проводит аудиторские проверки, чтобы убедиться, что каждый внутренний участник RHI следует правилам схемы .Любой, кто обратился в местный RHI, может быть выбран для аудиторской проверки в любое время . Аудиторские проверки для технологий возобновляемого отопления выбираются на основе нескольких причин, а также случайной выборки.

Часто задаваемые вопросы о RHI внутри страны

После того, как вы получите разрешение на участие в программе RHI внутри страны, вы будете получать ежеквартальных выплат (каждые три месяца). Платежи RHI будут переведены прямо на ваш банковский счет переводом BACS.Платежи будут переводиться только на банковские счета Великобритании, которые принимают депозиты в фунтах стерлингов.

Внутренние платежи RHI предоставляются владельцам домовладений, у которых установили одну из отвечающих критериям систем отопления и подали заявку на получение финансового стимула. Точные суммы этих платежей определяются типом возобновляемой энергии , установленной отопительной системой , последними тарифами и счетчиками .

После того, как вы получили разрешение на участие в программе RHI внутри страны, вы будете получать выплаты ежеквартально в течение семи лет . Имейте в виду, что для получения платежей вам необходимо и далее соблюдать правила внутренней схемы RHI. В противном случае вы рискуете не получить никаких платежей.

Точная сумма денег, которую вы можете сэкономить с помощью RHI, зависит от вашей системы отопления , возобновляемого тепла, которое система генерирует , и текущих тарифов .В целом вы можете сэкономить от £ 200 до £ 4,000 каждый год только за счет платежей RHI.

Как правило, на размер налога, который вы платите, не влияет тип схемы RHI (внутренняя или внешняя). На это влияет способ использования возобновляемого тепла . Например, если вы используете возобновляемое тепло только для личного пользования для домашнего использования , выплаты будут , не облагаемые налогом на прибыль . С другой стороны, если вы являетесь бизнесом или торговцем , платежи RHI представляют собой бизнес-квитанцию, что означает, что к квитанции применяется обычный доход, корпоративные правила и вычеты .

Стоимость установки теплового насоса в основном зависит от цены самого теплового насоса , которая зависит от тепловой мощности системы, а также от стоимости типа установки . Например, затраты на установку геотермального теплового насоса, включая стоимость теплового насоса и затраты на установку, могут составлять около £ 11,000 — £ 20,000 .

Написано Немцы Фроловы Автор содержимого Германс — автор контента в GreenMatch.Он получил образование в области управления маркетингом и имеет опыт работы в области маркетинга и создания контента. Он постоянно занимается самообразованием и пишет о бизнесе, законах об окружающей среде, устойчивости и многом другом. Его работы были опубликованы на таких сайтах, как Big Data Made Simple, Diginow и других.

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследование
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Цеолит: теплоаккумулятор неопределенно долго сохраняет тепло, поглощает в четыре раза больше тепла, чем вода.

Этот сайт может получать партнерские комиссии по ссылкам на этой странице.Условия эксплуатации.

Держитесь за шляпу / спутника жизни / гонады: ученые из Германии создали маленькие цеолитовые гранулы, которые могут хранить в четыре раза больше тепла, чем вода, без потерь в течение «длительных периодов времени». Теоретически вы можете сохранять тепло в этих гранулах, а затем извлекать точно такое же количество тепла через неопределенное время.

Цеолиты (буквально «кипящие камни») не совсем новы: этот термин был придуман в 1756 году шведским минералогом Акселем Кронштедтом, который заметил, что некоторые минералы при нагревании выделяют большое количество пара из воды, которая ранее была адсорбируется. В течение последних 250 лет ученые пытались реализовать этот процесс в системе аккумулирования тепла — и теперь Институт Фраунгофера в сотрудничестве с промышленными партнерами разработал, как это сделать.

Я попытаюсь объяснить, как это работает, но наука довольно сложна: когда цеолит Фраунгофера вступает в контакт с водой, химическая реакция адсорбирует воду и выделяет тепло.Когда к цеолиту прикладывают тепло, происходит обратный процесс и выделяется вода. Поскольку тепло удерживается в химической структуре цеолита, материал никогда не кажется теплым — вот почему это метод хранения «без потерь».

Эти два процесса можно разделить — сначала вы заряжаете шары теплом, а потом можете просто добавить воду (!), Чтобы высвободить тепло. Эта реакция происходит по всей поверхности цеолита — и поскольку цеолиты пористые, один грамм материала имеет площадь поверхности 1000 квадратных метров (10700 квадратных футов).По этой причине цеолит фраунгофера может сохранять в четыре раза больше тепла, чем вода.

Хотя процесс гидратации / дегидратации хорошо изучен, основной технической проблемой было создание реальной системы аккумулирования тепла. «Сначала мы разработали технологический процесс, затем мы осмотрелись, чтобы увидеть, как мы можем физически реализовать принцип аккумулирования тепла, то есть как должно быть сконструировано накопительное устройство и в каких местах необходимы теплообменники, насосы и клапаны», — говорит Майк Бликер, менеджер группы.Как вы можете видеть на картинке справа, настройка довольно сложна. Команда успешно построила переносной резервуар для хранения емкостью 750 литров, который в настоящее время колесит по Германии для тестирования системы хранения в реальных условиях.

В будущем это может стать важной новостью практически для каждой технологической и промышленной сферы. В настоящее время существует очень мало вариантов хранения тепла, кроме воды, которая не может хранить много тепла для данного объема и относительно быстро теряет тепло.Электростанции, биогазовые установки, сталелитейные заводы, фабрики — все они производят огромное количество тепла, которое можно (и нужно) использовать повторно. Их даже не нужно было бы использовать на месте: заряженные цеолитовые шары можно было разослать по соседним домам и офисам. В будущем Бликер предполагает, что мы могли бы со временем заменить домашние водяные баки цеолитными системами. «Было бы идеально, если бы мы смогли разработать модульную систему, которая позволила бы нам сконструировать каждое устройство хранения данных в соответствии с индивидуальными требованиями», — говорит Бликер.

Лично я надеюсь на модуль, достаточно маленький, чтобы его можно было разместить внутри каждого из моих семи компьютеров. Интересно, хватит ли этого, чтобы согреть мой душ по утрам…

Узнайте больше в Fraunhofer или ознакомьтесь с решением Microsoft по утилизации тепла: печи для обработки данных

Механизмы теплопередачи — Energy Education

Рис. 1. На фото выше показано Аэрогель, очень хороший теплоизолятор, между паяльной лампой и спичками. Аэрогель блокирует все тепло от паяльной лампы и предотвращает возгорание спичек. ^[1]

Механизмы передачи тепла — это просто способы передачи тепловой энергии между объектами, и все они основаны на основном принципе, согласно которому кинетическая энергия или тепло должны быть в равновесии или в равных энергетических состояниях . Есть три различных способа передачи тепла: теплопроводность, конвекция и лучистое тепло (часто называемое излучением, но это более общий термин, включающий многие другие явления). ^[2] Существует связанное с этим явление передачи скрытого тепла, называемое эвапотранспирацией.

Проводимость

основная статья

Электропроводность — это простейшая модель теплопередачи с точки зрения возможности математического объяснения происходящего. Это движение кинетической энергии в материалах из областей с более высокой температурой в области с более низкой температурой через вещество. ^[3] Молекулы просто отдают свою энергию соседним молекулам, пока не будет достигнуто равновесие. В моделях проводимости не рассматривается движение частиц в материале.

Конвекция

Рис. 2. Воздух над сушей нагревается быстрее, чем воздух над водой, что приводит к конвекции, которая ощущается как прохладный океанский бриз. ^[4]

основная статья

Конвекция — это передача тепла посредством движения жидкости (например, воздуха или воды). Разница между проводимостью и конвекцией заключается в движении материального носителя; конвекция — это движение тепловой энергии за счет движения горячей жидкости (в отличие от нагрева другого материала за счет движения атомов).Обычно это движение происходит из-за разницы в плотности. Более теплые частицы менее плотны, поэтому частицы с более высокой температурой будут перемещаться в области с более низкой температурой, а частицы с более низкой температурой будут перемещаться в области с более высокой температурой. Жидкость будет продолжать движение до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие.

Радиация

Рисунок 1: Костры излучают лучистую «энергию» и ощущаются как «лучистое тепло». ^[5]

основная статья

Тепло, передаваемое излучением, называется лучистым теплом.Как и свет, лучистое тепло — это лучистая энергия, и для ее переноса не обязательно требуется среда. Этой форме передачи энергии способствует тип электромагнитного излучения. ^[6] Все движущиеся заряженные частицы испускают электромагнитное излучение. Эта излучаемая волна будет распространяться, пока не столкнется с другой частицей. Частица, которая получает это излучение, получит его в виде кинетической энергии. Частицы будут получать и излучать излучение даже после того, как все будет при одинаковой температуре, но этого не замечают из-за того, что в этот момент материал находится в равновесии.

Этот тип теплопередачи особенно важен при установке температуры Земли. Радиация как передача тепла — это то, как Земля получает энергию от Солнца. Радиация также важна для парникового эффекта.

Эвапотранспирация

Рисунок 1. Круговорот воды зависит от эвапотранспирации. ^[7]

основная статья

Эвапотранспирация — это энергия, переносимая фазовыми изменениями, такими как испарение или сублимация. ^[8] Вода требует значительного количества энергии для изменения фазы, поэтому этот процесс подтверждает, что водяной пар имеет связанное с ней изрядное количество энергии. Этот тип механизма передачи энергии часто не указывается среди различных типов механизмов передачи, поскольку его сложнее понять.

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons. (30 июля 2015 г.). Airgel [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Aerogel_matches.jpg
2. ↑ Hyperphysics, Heat Transfer [Online], Доступно: http: // hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatra.html
3. ↑ Hyperphysics, Heat Conduction [Online], доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatra.html#c2
4. ↑ «Свойства выборки для чтения: плотность порождает токи». [В сети]. Доступно: http://www.propertiesofmatter.si.edu/Density_Creates.html
5. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fire_from_brazier.jpg
6. ↑ Р. Чабай и Б.Шервуд, «Энергия и импульс излучения», в «Материя и взаимодействия», 3-е изд., Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley, 2011, глава 24, раздел 5, стр. 1002-1003
7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://en.wikipedia.org/wiki/Evapotranspiration#/media/File:Surface_water_cycle.svg
8. ↑ USGS, Evapotranspiration — The Water Cycle [Online], доступно: http://water.