Формула расчета отопления: Как производится расчет платы за отопление в многоквартирных домах — Раменский городской округ

Формула № 3 — Расчет отопления при наличии общедомового прибора учета и отсутствии ИПУ

Главная / Формулы / Расчет размера платы за отопление в жилом/нежилом помещении по формуле №3

Порядок расчета по формуле действует в 2021 году

Консультант ЖКХ

Формулы расчета

09.01.2019

09.10.2021

Формула №3 Приложения №2 Правил, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 06. 05.2011 года №354, применяется для расчета размера платы за отопление в жилом или нежилом помещении

в многоквартирном доме, который оборудован коллективным (общедомовым) прибором учета тепловой энергии, и в котором ни одно жилое или нежилое помещение не оборудовано индивидуальным прибором учета тепловой энергии.

ФОРМУЛА №3 СОГЛАСНО ПРАВИЛАМ:

В ФОРМУЛЕ №3 ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ:

P_i – размер платы за отопление по жилому или нежилому помещению, который получится в результате расчета в рублях.

S_i – общая площадь квартиры или нежилого помещения, для которого производится расчета размера платы в квадратных метрах (м²).

S^об — общая площадь всех жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме в квадратных метрах (м²).

V^д — объем (количество) тепловой энергии, определенный по показаниям общедомового прибора учета, если расчет размера платы осуществляется в течение отопительного периода, или исходя из среднемесячного объема тепловой энергии, определенного по показаниям общедомового прибора учета за предыдущий год в гигакалориях (Гкал).

T^T — тариф на тепловую энергию в рублях за 1 гигакалорию.

V_i — объем (количество) тепловой энергии, которое приходится на жилое или нежилое помещение, для которого производится расчет размера платы, определенный по формуле 3(6) в гигакалориях (Гкал).

ФОРМУЛА 3(6) СОГЛАСНО ПРАВИЛАМ:

В ФОРМУЛЕ №3(6) ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ:

S_i – общая площадь Вашей квартиры или нежилого помещения в квадратных метрах (м²).

S^об — общая площадь всех жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме, в квадратных метрах (м

2).

S^ои — общая площадь помещений, входящих в состав общего имущества, в квадратных метрах (м²).

S^инд — общая площадь жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме, в которых отсутствуют приборы отопления (радиаторы, батареи), или в которых применяются индивидуальные источники тепловой энергии, в квадратных метрах (м²).

V^д — объем тепловой энергии по показаниям общедомового прибора учета, если расчет размера платы осуществляется в течение отопительного периода, или исходя из среднемесячного объема тепловой энергии, определенного по показаниям общедомового прибора учета за предыдущий год в гигакалориях (Гкал).

Калькулятор ЖКХ Калькулятор расчета размера платы за коммунальные услуги

Задайте интересующий Вас вопрос на нашем форуме.
Мы постараемся Вам помочь разобраться в Вашей проблеме.

Новое на сайте

Новое на форуме

• • Перерасчет за ЖКХ по счетчикам воды
  • Добрый день! Можно ли сделать перерасчет по воде, за 4 года, и вернуть переплату на карту! За какой период можно…
  • 28 сен 2022 13:31
• • Общая площадь по формуле №3(1)
  • Площадь всех жилых и нежилых известна — 26 245,3 кв. м., из них 25 910 кв.м. — при сдаче дома там были ИПУ тепла (теперь…
  • 12 сен 2022 13:55
• • Расчет объема и стоимости тепла по формулам 3(1-1).
  • Добрый день. Вопрос по S инд. Согласно ЕГРН общая площадь 500 кв. м. Согласно акта осмотра от ресурсника Общая — 500 кв. м…
  • 29 авг 2022 08:37
• • Завышен объем воды в квитанции
  • 05 авг 2022 20:25
• • Порядок начислений пени за ЖКХ
  • Поверка не просрочена, показания даю при оплате счётов за ЖКХ через Сбербанк онлайн. 
  • 31 июль 2022 07:26
• • Расчет тепловой энергии при наличии ОДПУ
  • Советую информационно почитать тему ниже Тема создана 15 июль 2022 07:08 от А также в разделе…
  • 27 июль 2022 11:55
• • как правильно подставить данные в формулу №3
  • Гена. Не стоило Вам самому с собой разговаривать и за себя и за меня. И что же такому умному теплотехнику не понятно…
  • 27 июль 2022 03:28
• • Отопление за общедомовые нужды
  • Немного по фантазирую ,так как и не инженер тепло ЭНЕРГЕТИК, отвечающий за расчёт ПЛАТЫ за отопление и  не…
  • 21 июль 2022 04:55

Формулы расчета платы за отопление в 2017 году

Статья актуальна на дату публикации на сайте. Расчеты размера платы действуют в 2019 году.

Консультант ЖКХ

Формулы расчета

15.01.2019

20.11.2019

Расчет платы за отопление в многоквартирном доме для жилых и нежилых помещений, коммунальных квартир, а также для жилых домов (домовладений) производится по формулам и методикам, указанным в Приложении № 2 к правилам, утвержденным

Постановлением Правительства Российской Федерации от 06. 05.2011 № 354.

Выбор методики расчета и формулы зависит от оборудования помещений и самих домов приборами учета на тепловую энергию (общедомовые (коллективные) приборы учета и индивидуальные приборы учета), периода оплаты за отопление, утвержденного в конкретном регионе, а также способа подачи тепловой энергии в дом (централизованная подача тепловой энергии или самостоятельное производство).

С 01 января 2019 года для расчета размера платы за отопление применяются следующие формулы:

Формулы для расчета платы за отопление для жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме:

Формула №2(3) применяется для расчета размера платы за отопление для жилого или нежилого помещения, расположенного в многоквартирном доме, не оборудованным общедомовым прибором учета тепловой энергии, при осуществлении оплаты за отопление в течение отопительного периода — Ознакомиться

Формула №2(5) применяется для расчета объема тепловой энергии для жилого или нежилого помещения, расположенного в многоквартирном доме, не оборудованным общедомовым прибором учета тепловой энергии, при осуществлении оплаты за отопление в течение отопительного периода — Ознакомиться

Формула №2(4) применяется для расчета размера платы за отопление для жилого или нежилого помещения, расположенного в многоквартирном доме, не оборудованным общедомовым прибором учета тепловой энергии, при осуществлении оплаты за отопление в течение календарного года (12 месяцев) — Ознакомиться

Формула №2(6) применяется для расчета объема тепловой энергии для жилого или нежилого помещения, расположенного в многоквартирном доме, не оборудованным общедомовым прибором учета тепловой энергии, при осуществлении оплаты за отопление в течение календарного года (12 месяцев) — Ознакомиться

Формула №3 применяется для расчета размера платы за отопление при наличии на многоквартирном доме общедомового прибора учета тепловой энергии, и в котором ни одно жилое или нежилое  помещение не оборудовано индивидуальным прибором учета на отопление — Ознакомиться

Формула №3(6) применяется для расчета объема тепловой энергии в жилом или нежилом помещении при наличии на многоквартирном доме общедомового прибора учета тепловой энергии, и в котором ни одно жилое или нежилое  помещение не оборудовано индивидуальным прибором учета на отопление — Ознакомиться

Формула №3(1) применяется для расчета размера платы за отопление при наличии на многоквартирном доме общедомового прибора учета тепловой энергии, и в котором хотя бы одно, но не все жилые или нежилые  помещения, оборудованы индивидуальным прибором учета на отопление — Ознакомиться

Формула №3(7) применяется для расчета объема тепловой энергии в жилом или нежилом помещении при наличии на многоквартирном доме общедомового прибора учета тепловой энергии, и в котором хотя бы одно, но не все жилые или нежилые  помещения, оборудованы индивидуальным прибором учета на отопление — Ознакомиться

Формула №3(3) применяется для расчета размера платы за отопление при наличии на многоквартирном доме общедомового прибора учета тепловой энергии, и в котором все жилые или нежилые  помещения, оборудованы индивидуальным прибором учета на отопление — Ознакомиться

Формулы для расчета платы за отопление для жилого дома (домовладения):

Формула №2 применяется для расчета размера платы за отопление при отсутствии на жилом доме (домовладении) индивидуального прибора учета тепловой энергии, при осуществлении оплаты за отопление в течение отопительного периода — Ознакомиться

Формула №2(1) применяется для расчета размера платы за отопление при отсутствии на жилом доме (домовладении) индивидуального прибора учета тепловой энергии, при осуществлении оплаты за отопление равномерно в течение календарного года (12 месяцев) — Ознакомиться

Формула №3(5) применяется для расчета размера платы за отопление при наличии на жилом доме индивидуального прибора учета тепловой энергии — Ознакомиться

Формула №22 применяется для расчета размера платы за отопление в жилом доме (домовладении) при использовании им земельного участка и расположенных на нем надворных построек, если на жилом доме не установлен индивидуальный прибор учета на отопление.

Новости

С 1 января 2019 года изменился расчет размера платы за отопление для жилых и нежилых помещений в многоквартирном доме.

Самым главным изменением можно назвать то, что в формулах расчета теперь учитываются показания индивидуальных приборов учета, не зависимо от того, сколько таких приборов установлено в доме.

Кроме того, для помещений в которых отсутствуют радиаторы отопления, и которые имеют собственные источники тепловой энергии, также появилась возможность производить плату с учетом их фактического потребления тепловой энергии в своих помещениях.

Для применения той или иной формулы расчета размера платы за отопление необходимо учитывать следующее:

1. В течение какого периода происходит расчет размера платы: в течение отопительного периода или в течение календарного года, то есть 12 месяцев.

2. Наличие или отсутствие общедомового прибора учета тепловой энергии на многоквартирном доме.

3. Способ оборудования жилых помещений (квартир) и нежилых помещений (если они есть в доме) индивидуальными приборами учета на тепловую энергию (отопление) — наличие или их отсутствие.

4. Способ подачи тепловой энергии в многоквартирный дом, то есть в готовом виде по централизованным сетям или тепловая энергия производится с использованием оборудования, входящего в состав общего имущества многоквартирного дома.

Для удобства выбора той или иной формулы расчета мы разделили их на следующие категории: выберите нужные параметры и ознакомьтесь с порядком и примером расчета.

Обратите внимание, что в статье будут использоваться следующие обозначения и понятия:

ИПУ — индивидуальный прибор учета;

ОДПУ — общедомовой (коллективный) прибор учета, установленный на многоквартирном доме;

Жилое помещение в многоквартирном доме — квартира;

Нежилое помещение в многоквартирном доме — это различные магазины, офисы, машино-места, подземные гаражи и автостоянки и так далее, расположенные в многоквартирном доме;

Правила — Правила расчета размера платы за коммунальные услуги, утвержденные Постановлением Правительства РФ от 06.

05.2011 года №354.

Методики и примеры расчета, представленные ниже, дают пояснение о расчете размера платы за отопление для жилых помещений (квартир), расположенных в многоквартирных домах, имеющих централизованные системы для подачи тепловой энергии.

Варианты расчета размера платы за отопление:

Расчет №1: Размер платы за отопление в жилом/нежилом помещении, на многоквартирном доме установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета во всех жилых/нежилых помещениях отсутствуют.

В ФОРМУЛЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ:

Pi – размер платы за отопление по Вашей квартире или нежилому помещению, который получится в результате расчета в рублях.

Si – общая площадь Вашей квартиры или нежилого помещения.

Sоб — общая площадь всех жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме.

Vд — объем тепловой энергии по показаниям общедомового прибора учета, если расчет размера платы осуществляется в течение отопительного периода, или исходя из среднемесячного объема тепловой энергии, определенного по показаниям общедомового прибора учета за предыдущий год.

TT — тариф на тепловую энергию.

Vi — объем (количество) тепловой энергии, которое приходится на Вашу квартиру или нежилое помещение.

∑Vi — сумма объемов тепловой энергии, потребленной во всех жилых и нежилых помещениях, определенных по формуле

В ФОРМУЛЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ:

Si – общая площадь Вашей квартиры или нежилого помещения.

Sоб — общая площадь всех жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме.

Sои — общая площадь помещений, входящих в состав общего имущества.

Sинд — общая площадь жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме, в которых отсутствуют приборы отопления (радиаторы, батареи), или в которых применяются индивидуальные источники тепловой энергии.

Vд — объем тепловой энергии по показаниям общедомового прибора учета, если расчет размера платы осуществляется в течение отопительного периода, или исходя из среднемесячного объема тепловой энергии, определенного по показаниям общедомового прибора учета за предыдущий год.

Расчет №2: Размер платы за отопление в жилом/нежилом помещении, на многоквартирном доме установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета установлены хотя бы в одном жилом/нежилом помещении, но не во всех помещениях многоквартирного дома.

В ФОРМУЛЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ:

Pi – размер платы за отопление по Вашей квартире или нежилому помещению, который получится в результате расчета в рублях.

Si – общая площадь жилого или нежилого помещения, для которого производится расчет размера платы.

Sоб — общая площадь всех жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме.

Vд — объем тепловой энергии по показаниям общедомового прибора учета, если расчет размера платы осуществляется в течение отопительного периода, или исходя из среднемесячного объема тепловой энергии, определенного по показаниям общедомового прибора учета за предыдущий год.

TT — тариф на тепловую энергию.

Vi — объем (количество) тепловой энергии, потребленной в жилом или нежилом помещении МКД, определенный: для помещений, оборудованных индивидуальными приборами учета тепловой энергии, — по показаниям таких приборов учета, если расчет размера платы за отопление осуществляется в отопительный период, или исходя из среднемесячного объема индивидуальных приборов учета, если расчет размера платы осуществляется в течение календарного года, для помещений, не оборудованных индивидуальными приборами учета по формуле

∑Vi — сумма объемов тепловой энергии, потребленной во всех жилых и нежилых помещениях многоквартирного дома.

В ФОРМУЛЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ:

Si – общая площадь жилого или нежилого помещения, для которого производится расчет объема (количество) тепловой энергии.

∑VИПУ — сумма объемов тепловой энергии, потребленной по показаниям индивидуальных приборов учета, если размер платы за отопление осуществляется в отопительный период, или исходя из среднемесячного объема тепловой энергии таких приборов учета, если расчет размера платы осуществляется в течение календарного года.

∑SiИПУ — сумма площадей помещений, оборудованных индивидуальными приборами учета тепловой энергии, которые участвуют в расчете.

Расчет №3: Размер платы за отопление в жилом/нежилом помещении, на многоквартирном доме установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета установлены всех жилых/нежилых помещениях многоквартирного дома.

В ФОРМУЛЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ:

Pi – размер платы за отопление по Вашей квартире или нежилому помещению, который получится в результате расчета в рублях.

Si – общая площадь жилого или нежилого помещения, для которого производится расчет размера платы.

Sоб — общая площадь всех жилых и нежилых помещений, расположенных в многоквартирном доме.

TT — тариф на тепловую энергию.

Vin — объем (количество) тепловой энергии, потребленной в жилом или нежилом помещении МКД, определенный по показаниям индивидуальных приборов учета, если расчет размера платы за отопление осуществляется в отопительный период, или исходя из среднемесячного объема индивидуальных приборов учета, если расчет размера платы производится в течение календарного года (12 месяцев).

Viодн — объем (количество) тепловой энергии, предоставленный в жилой многоквартирный дом, оборудованный общедомовым прибором учета тепловой энергии, за исключением объема тепловой энергии, потребленного во всех жилых и нежилых помещениях, который определяется по формуле:

где Vд — объем тепловой энергии по показаниям общедомового прибора учета, если расчет размера платы осуществляется в течение отопительного периода, или исходя из среднемесячного объема тепловой энергии, определенного по показаниям общедомового прибора учета за предыдущий год, если расчет производится в течение календарного года (12 месяцев).

Надеемся, эта статья, даст вам возможность в общих чертах начать ориентироваться в вопросе. И это уже большое дело. Ведь за тепло из коммунальных услуг мы платим дороже всего. И хорошо бы понимать, откуда берутся цифры в строчке «отопление» в наших квитанциях.

Учебное пособие по физике

На предыдущей странице мы узнали, что тепло делает с объектом, когда оно передается или выделяется. Притоки или потери тепла приводят к изменениям температуры, изменениям состояния или производительности труда. Тепло – это передача энергии. Когда объект получает или теряет, в этом объекте будут происходить соответствующие энергетические изменения. Изменение температуры связано с изменением средней кинетической энергии частиц внутри объекта. Изменение состояния связано с изменением внутренней потенциальной энергии, которой обладает объект. И когда работа выполнена, происходит общая передача энергии объекту, над которым выполняется работа. В этой части Урока 2 мы исследуем вопрос Как можно измерить количество теплоты, полученное или выделенное объектом?

Удельная теплоемкость

Предположим, что несколько объектов, состоящих из разных материалов, нагреваются одинаковым образом. Будут ли объекты нагреваться с одинаковой скоростью? Ответ: скорее всего нет. Различные материалы будут нагреваться с разной скоростью, потому что каждый материал имеет свою удельную теплоемкость. Под удельной теплоемкостью понимается количество теплоты, необходимое для того, чтобы заставить единицу массы (скажем, грамм или килограмм) изменить свою температуру на 1°C. Удельная теплоемкость различных материалов часто приводится в учебниках. Стандартными метрическими единицами являются Джоули/килограмм/Кельвин (Дж/кг/К). Чаще используются единицы измерения Дж/г/°C. Используйте виджет ниже для просмотра удельной теплоемкости различных материалов. Просто введите название вещества (алюминий, железо, медь, вода, метанол, дерево и т. д.) и нажмите кнопку «Отправить»; результаты будут отображаться в отдельном окне.

 

Удельная теплоемкость твердого алюминия (0,904 Дж/г/°C) отличается от удельной теплоемкости твердого железа (0,449 Дж/г/°C). Это означает, что для повышения температуры данной массы алюминия на 1°С потребуется больше тепла, чем для повышения температуры той же массы железа на 1°С. Фактически, для повышения температуры образца алюминия на заданное количество потребовалось бы примерно в два раза больше тепла, чем для того же изменения температуры того же количества железа. Это связано с тем, что удельная теплоемкость алюминия почти в два раза выше, чем у железа.

Теплоемкость указана из расчета на грамм или на килограмм . Иногда значение указывается на основе на моль , и в этом случае оно называется молярной теплоемкостью. Тот факт, что они перечислены в соотношении на количество , указывает на то, что количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, зависит от количества вещества. Всякий человек, который кипятил на плите кастрюлю с водой, несомненно, знает эту истину. Вода кипит при 100°С на уровне моря и при несколько более низких температурах на возвышенностях. Чтобы довести кастрюлю с водой до кипения, ее температуру нужно сначала поднять до 100°C. Это изменение температуры достигается за счет поглощения тепла от горелки печи. Нетрудно заметить, что для доведения до кипения полной кастрюли воды требуется значительно больше времени, чем для доведения до кипения половины воды. Это связано с тем, что полная кастрюля с водой должна поглощать больше тепла, чтобы привести к такому же изменению температуры. На самом деле, требуется вдвое больше тепла, чтобы вызвать такое же изменение температуры в удвоенной массе воды.

Удельная теплоемкость также указана на основе на K или на °C . Тот факт, что удельная теплоемкость указана из расчета на градус , указывает на то, что количество теплоты, необходимое для нагревания данной массы вещества до определенной температуры, зависит от изменения температуры, необходимого для достижения этой конечной температуры. Другими словами, важна не конечная температура, а общее изменение температуры. Для изменения температуры воды с 20°С до 100°С (изменение на 80°С) требуется больше тепла, чем для повышения температуры того же количества воды с 60°С до 100°С (изменение на 40°С). °С). Фактически, для изменения температуры данной массы воды на 80°С требуется в два раза больше тепла, чем для изменения на 40°С. Человек, который хочет быстрее довести воду до кипения на плите, должен начать с теплой водопроводной воды, а не с холодной.

Это обсуждение удельной теплоемкости заслуживает одного последнего комментария. Термин « удельная теплоемкость » является чем-то вроде неправильного употребления . Термин подразумевает, что вещества могут иметь способность содержать вещь , называемую теплотой. Как обсуждалось ранее, тепло не является чем-то, что содержится в объекте. Тепло — это то, что передается объекту или от него. Объекты содержат энергию в различных формах. Когда эта энергия передается другим объектам с другой температурой, мы называем переданную энергию как тепло или тепловая энергия . Хотя это вряд ли приживется, более подходящим термином будет удельная энергетическая емкость.

Соотношение количества теплоты с изменением температуры

Удельная теплоемкость позволяет математически связать количество тепловой энергии, полученной (или потерянной) образцом любого вещества, с массой образца и его результирующим изменением температуры. Связь между этими четырьмя величинами часто выражается следующим уравнением.

Q = m•C•ΔT

где Q — количество тепла, переданного объекту или от него, m — масса объекта, C — удельная теплоемкость материала, из которого состоит объект, ΔT – результирующее изменение температуры объекта. Как и во всех ситуациях в науке, значение дельта (∆) для любой величины рассчитывается путем вычитания начального значения величины из конечного значения величины. В этом случае ΔT равно T _final — Т _{начальный} . При использовании приведенного выше уравнения значение Q может оказаться как положительным, так и отрицательным. Как всегда, положительный и отрицательный результат расчета имеет физическое значение. Положительное значение Q указывает на то, что объект получил тепловую энергию из своего окружения; это будет соответствовать повышению температуры и положительному значению ΔT. Отрицательное значение Q указывает на то, что объект выделяет тепловую энергию в окружающую среду; это будет соответствовать снижению температуры и отрицательному значению ΔT.

Знание любых трех из этих четырех величин позволяет вычислить четвертую величину. Распространенной задачей на многих уроках физики является решение задач, связанных с соотношениями между этими четырьмя величинами. В качестве примеров рассмотрим две задачи ниже. Решение каждой проблемы разработано для вас. Дополнительную практику можно найти в разделе «Проверьте свое понимание» внизу страницы.

Пример проблемы 1 Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть 450 г воды с 15°С до 85°С? Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/г/°С.

Как и любая задача в физике, решение начинается с определения известных величин и соотнесения их с символами, используемыми в соответствующем уравнении. В этой задаче мы знаем следующее:

м = 450 г
С = 4,18 Дж/г/°С
T _{исходная} = 15°C
Т _{окончательная} = 85°С

Мы хотим определить значение Q — количество теплоты. Для этого воспользуемся уравнением Q = m•C•ΔT. m и C известны; ΔT можно определить по начальной и конечной температурам.

T = T _{окончательная} — T _{начальная} = 85°C — 15°C = 70°C

Зная три из четырех величин соответствующего уравнения, мы можем подставить и решить Q.

Q = м•C•ΔT = (450 г)•(4,18 Дж/г/°C)•(70°C)
Q = 131670 Дж
Q = 1,3×10 ⁵ Дж = 130 кДж (округлено до двух значащих цифр)

 

Пример задачи 2 Образец неизвестного металла весом 12,9 г при температуре 26,5°C помещают в чашку из пенопласта, содержащую 50,0 г воды при температуре 88,6°C. Вода охлаждается, а металл нагревается до достижения теплового равновесия при 87,1°С. Предполагая, что все тепло, отдаваемое водой, передается металлу и что чаша идеально изолирована, определите удельную теплоемкость неизвестного металла. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/г/°С.

По сравнению с предыдущей задачей, это гораздо более сложная задача. На самом деле эта проблема как две проблемы в одной. В основе стратегии решения проблем лежит признание того, что количество тепла, потерянного водой (Q _вода ), равно количеству тепла, полученному металлом (Q _металл ). Поскольку значения m, C и ΔT воды известны, можно рассчитать Q _воды . Этот вопрос 9Значение 0062 для воды равно значению Q _{для металла} . Когда значение Q _металл известно, его можно использовать со значением m и ΔT металла для расчета Q _{металла} . Использование этой стратегии приводит к следующему решению:

Часть 1: Определение потерь тепла с водой

Дано:

м = 50,0 г
С = 4,18 Дж/г/°С
T _{исходная} = 88,6°C
Т _{окончательная} = 87,1°С
ΔT = -1,5°C (T _{окончательный} — T _{начальный} )

Решить для воды Q :

Q _вода = m•C•ΔT = (50,0 г)•(4,18 Дж/г/°C)•(-1,5°C)
Q _вода = -313,5 Дж (не округлено)
(Знак — означает, что вода теряет тепло)

Часть 2: Определение стоимости C _металл

Дано:

Q _металл = 313,5 Дж (используйте знак +, так как металл нагревается)
м = 12,9 г
T _{исходная} = 26,5°C
Т _{окончательная} = 87,1°С
ΔT = (T _{окончательный} — T _{начальный} )

Решение для C _Металл :

Пересталка Q _Металл = M _Металл • C _Металл • ΔT _Металл для получения C _METATL = Q _METAL / (M _METAL • Q _{METL металл )}

C _металл = Q _металл / (m _металл • ΔT _металл ) = (313,5 Дж)/[(12,9 г)•(60,6°C)]
C _металл = 0,40103 Дж/г/°C
C _металл = 0,40 Дж/г/°C (округлено до двух значащих цифр)

 

Теплота и изменения состояния

Вышеприведенное обсуждение и соответствующее уравнение (Q = m•C•∆T) связывают тепло, полученное или потерянное объектом, с результирующими изменениями температуры этого объекта. Как мы узнали, иногда тепло приобретается или теряется, но температура не изменяется. Это тот случай, когда вещество претерпевает изменение состояния. Итак, теперь мы должны исследовать математику, связанную с изменениями состояния и количеством теплоты.

Чтобы начать обсуждение, давайте рассмотрим различные изменения состояния, которые можно наблюдать для образца материи. В приведенной ниже таблице перечислены несколько изменений состояния и указаны имена, обычно связанные с каждым процессом.

Процесс	Изменение состояния
Плавление	Из твердого в жидкое
Замораживание	Из жидкого в твердое
Испарение	Из жидкости в газ
Конденсат	Газ в жидкость
Сублимация	Твердое тело в газ
Депонирование	Из газа в твердое тело

В случае плавления, кипения и сублимации к образцу вещества необходимо добавить энергию, чтобы вызвать изменение состояния. Такие изменения состояния называются эндотермическими. Замерзание, конденсация и осаждение экзотермичны; энергия высвобождается образцом материи, когда происходят эти изменения состояния. Таким образом, можно заметить, что образец льда (твердая вода) тает, когда его помещают на горелку или рядом с ней. Тепло передается от горелки к образцу льда; лед получает энергию, вызывая изменение состояния. Но сколько энергии потребуется, чтобы вызвать такое изменение состояния? Существует ли математическая формула, которая могла бы помочь в определении ответа на этот вопрос? Наверняка есть.

Количество энергии, необходимое для изменения состояния образца материи, зависит от трех факторов. Это зависит от того, что представляет собой вещество, от того, насколько вещество претерпевает изменение состояния и от того, какое изменение состояния происходит. Например, для плавления льда (твердой воды) требуется разное количество энергии по сравнению с плавлением железа. И для таяния льда (твердой воды) требуется разное количество энергии, чем для испарения того же количества жидкой воды. И, наконец, для плавления 10,0 граммов льда требуется разное количество энергии, чем для плавления 100,0 граммов льда. Вещество, процесс и количество вещества — это три переменные, влияющие на количество энергии, необходимое для того, чтобы вызвать конкретное изменение состояния. Используйте виджет ниже, чтобы исследовать влияние вещества и процесса на изменение энергии. (Обратите внимание, что теплота плавления — это изменение энергии, связанное с переходом из твердого состояния в жидкое.)

Значения удельной теплоты плавления и удельной теплоты парообразования приводятся из расчета на количество . Например, удельная теплота плавления воды равна 333 Дж/г. Чтобы растопить 1 г льда, требуется 333 Дж энергии. Чтобы растопить 10,0 г льда, требуется в 10 раз больше энергии — 3330 Дж. Рассуждения таким образом приводят к следующим формулам, связывающим количество теплоты с массой вещества и теплотой плавления и парообразования.

Для плавления и замораживания: Q = m•ΔH _{сплавление}
Для испарения и конденсации: Q = m•ΔH _{испарение}

где Q представляет собой количество энергии, полученной или высвобожденной в ходе процесса, m представляет собой массу образца, ΔH _{плавления} представляет собой удельную теплоту плавления (в расчете на грамм) и ΔH _{испарения} представляет удельную теплоту испарения (в пересчете на грамм). Подобно обсуждению Q = m•C•ΔT, значения Q могут быть как положительными, так и отрицательными. Значения Q положительны для процесса плавления и парообразования; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен получить энергию, чтобы расплавиться или испариться. Значения Q отрицательны для процессов замерзания и конденсации; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен терять энергию, чтобы замерзнуть или сконденсироваться.

В качестве иллюстрации того, как можно использовать эти уравнения, рассмотрим следующие два примера задач.

Пример задачи 3 Элиза кладет в свой напиток 48,2 грамма льда. Какое количество энергии будет поглощено льдом (и выделено напитком) в процессе таяния? Теплота плавления воды 333 Дж/г.

Уравнение, связывающее массу (48,2 г), теплоту плавления (333 Дж/г) и количество энергии (Q), имеет вид Q = m•ΔH _{слияние} . Подстановка известных значений в уравнение приводит к ответу.

Q = м•ΔH _{плавление} = (48,2 г)•(333 Дж/г)
Q = 16050,6 Дж
Q = 1,61 x 10 ⁴ Дж = 16,1 кДж (округлено до трех значащих цифр)

Пример Задача 3 включает в себя довольно простой расчет типа «подключи и пыхни». Теперь мы попробуем решить примерную проблему 4, которая потребует значительно более глубокого анализа.

Пример задачи 4 Какое минимальное количество жидкой воды при температуре 26,5 градусов потребуется, чтобы полностью растопить 50,0 граммов льда? Удельная теплоемкость жидкой воды 4,18 Дж/г/°С, удельная теплота плавления льда 333 Дж/г.

В этой задаче лед тает, а жидкая вода остывает. Энергия передается от жидкости к твердому телу. Чтобы растопить твердый лед, необходимо передать 333 Дж энергии на каждый грамм льда. Эта передача энергии от жидкой воды льду охлаждает жидкость. Но жидкость может охлаждаться только до 0°C — точки замерзания воды. При этой температуре жидкость начнет застывать (замерзать) и лед полностью не растает.

О льде и жидкой воде известно следующее:

Информация о льде:

м = 50,0 г
ΔH _сплав = 333 Дж/г

Информация о жидкой воде:

С = 4,18 Дж/г/°С
T _{исходная} = 26,5°C
T _{окончательная} = 0,0°C
ΔT = -26,5°C (T _{окончательный} — T _{начальный} )

Энергия, полученная льдом, равна энергии, потерянной водой.

Q _лед = -Q _{жидкая вода}

Знак — указывает на то, что один объект получает энергию, а другой объект теряет энергию. Мы можем вычислить левую часть приведенного выше уравнения следующим образом:

Q _лед = m•ΔH _сплав = (50,0 г)•(333 Дж/г)
Q _лед = 16650 Дж

Теперь мы можем положить правую часть уравнения равной m•C•ΔT и начать подставлять известные значения C и ΔT, чтобы найти массу жидкой воды. Решение:

16650 Дж = -Q _{жидкая вода}
16650 Дж = -m _{жидкая вода} •C _{жидкая вода} •ΔT _{жидкая вода}
16650 Дж = -м _{жидкая вода} •(4,18 Дж/г/°C)•(-26,5°C)
16650 Дж = -м _{жидкая вода} •(-110,77 Дж/°C)
m _{жидкая вода} = -(16650 Дж)/(-110,77 Дж/°C)
м _{жидкая вода} = 150,311 г
м _{жидкая вода} = 1,50×10 ² г (округлить до трех значащих цифр)

Новый взгляд на кривые нагрева и охлаждения

На предыдущей странице урока 2 обсуждалась кривая нагрева воды. Кривая нагревания показывала, как температура воды повышалась с течением времени при нагревании образца воды в твердом состоянии (т. е. льда). Мы узнали, что добавление тепла к образцу воды может вызвать либо изменение температуры, либо изменение состояния. При температуре плавления воды добавление тепла вызывает переход воды из твердого состояния в жидкое состояние. А при температуре кипения воды добавление тепла вызывает переход воды из жидкого состояния в газообразное. Эти изменения состояния происходили без каких-либо изменений температуры. Однако добавление тепла к образцу воды, которая не находится при температуре фазового перехода, приведет к изменению температуры.

Теперь мы можем подойти к теме кривых отопления на более количественной основе. На приведенной ниже диаграмме представлена ​​кривая нагрева воды. На линиях графика имеется пять помеченных участков.

Три диагональных участка представляют изменения температуры образца воды в твердом состоянии (участок 1), жидком состоянии (участок 3) и газообразном состоянии (участок 5). Два горизонтальных участка отображают изменения состояния воды. В секции 2 происходит таяние пробы воды; твердое тело переходит в жидкое. В секции 4 образец воды подвергается кипячению; жидкость переходит в газ. Количество теплоты, переданной воде в секциях 1, 3 и 5, связано с массой образца и изменением температуры по формуле Q = m•C•ΔT. А количество теплоты, переданной воде в секциях 2 и 4, связано с массой образца и теплотой плавления и парообразования формулами Q = m•ΔH _{слияние} (участок 2) и Q = m•ΔH _{испарение} (участок 4). Итак, теперь мы попытаемся рассчитать количество теплоты, необходимое для перевода 50,0 граммов воды из твердого состояния при -20,0°С в газообразное состояние при 120,0°С. Для расчета потребуется пять шагов — по одному шагу на каждый участок приведенного выше графика. Поскольку удельная теплоемкость вещества зависит от температуры, в наших расчетах мы будем использовать следующие значения удельной теплоемкости:

Твердая вода: C=2,00 Дж/г/°C
Жидкая вода: C = 4,18 Дж/г/°C
Газообразная вода: C = 2,01 Дж/г/°C

Наконец, мы будем использовать ранее опубликованные значения ΔH _{плавления} (333 Дж/г) и ΔH _{испарения} (2,23 кДж/г).

Секция 1 : Изменение температуры твердой воды (льда) с -20,0°C до 0,0°C.

Использование Q ₁ = m•C•ΔT

где m = 50,0 г, C = 2,00 Дж/г/°C, T _{исходный} = -200°C и T _{окончательная} = 0,0°C

Q ₁ = m•C•ΔT = (50,0 г)•(2,00 Дж/г/°C)•(0,0°C — -20,0°C)
Q ₁ = 2,00 x 10 ³ Дж = 2,00 кДж

 

Раздел 2 : Таяние льда при 0,0°C.

Использование Q ₂ = m•ΔH _{сплавление}

где m = 50,0 г и ΔH _сплав = 333 Дж/г

Q ₂ = m•ΔH _сплав = (50,0 г)•(333 Дж/г)
Q ₂ = 1,665 x 10 ⁴ Дж = 16,65 кДж
Q ₂ = 16,7 кДж (округлено до 3 значащих цифр)

Секция 3 : Изменение температуры жидкой воды с 0,0°C до 100,0°C.

Использование Q ₃ = m•C•ΔT

, где m = 50,0 г, C = 4,18 Дж/г/°C, T _{начальная} = 0,0°C и T _{конечная} = 100,0°C

Q ₃ = m•C•ΔT = (50,0 г)•(4,18 Дж/г/°C)•(100,0°C — 0,0°C)
Q ₃ = 2,09 x 10 ⁴ Дж = 20,9 кДж

Раздел 4 : Кипячение воды при 100,0°C.

Применение Q ₄ = m•ΔH _{испарение}

где m = 50,0 г и ΔH _{испарение} = 2,23 кДж/г

Q ₄ = м•ΔH _{испарение} = (50,0 г)•(2,23 кДж/г)
Q ₄ = 111,5 кДж
Q ₄ = 112 кДж (округлено до 3 значащих цифр)

Секция 5 : Изменение температуры жидкой воды со 100,0°C до 120,0°C.

Использование Q ₅ = m•C•ΔT

, где m = 50,0 г, C = 2,01 Дж/г/°C, T _{начальная} = 100,0°C и T _{конечная} = 120,0°C

Q ₅ = m•C•ΔT = (50,0 г)•(2,01 Дж/г/°C)•(120,0°C — 100,0°C)
Q ₅ = 2,01 x 10 ³ Дж = 2,01 кДж

 

Общее количество тепла, необходимое для превращения твердой воды (льда) при -20°C в газообразную воду при 120°C, представляет собой сумму значений Q для каждого участка графика. то есть

Q _всего = Q ₁ + Q ₂ + Q ₃ + Q ₄ + Q ₅

Суммирование этих пяти цифр числа Q приводит к правильному значащему числу Q и округление значение 154 кДж как ответ на исходный вопрос.

В приведенном выше примере есть несколько особенностей решения, над которыми стоит задуматься:

• Во-первых: длинная задача была разделена на части, каждая из которых представляет один из пяти участков графа. Поскольку вычислялось пять значений Q, они были помечены как Q ₁ , Q ₂ и т. д. Этот уровень организации требуется в многошаговой задаче, такой как эта.
• Второй: внимание было уделено знаку +/- на ΔT. Изменение температуры (или любой величины) всегда рассчитывается как конечное значение величины минус начальное значение этой величины.
• Третье: Внимание уделялось юнитам на протяжении всей проблемы. Единицы Q будут либо в джоулях, либо в килоджоулях, в зависимости от того, какие величины умножаются. Пренебрежение вниманием к единицам измерения является распространенной причиной сбоев в подобных задачах.
• Четвертое: внимание уделялось значащим цифрам на протяжении всей задачи. Хотя это никогда не должно становиться основным акцентом любой проблемы в физике, это, безусловно, деталь, на которую стоит обратить внимание.

 

На этой странице мы узнали, как рассчитать количество тепла, задействованного в любом процессе нагрева/охлаждения и в любом процессе изменения состояния. Это понимание будет иметь решающее значение, когда мы перейдем к следующей странице урока 2 по теме калориметрии. Калориметрия — это наука, связанная с определением изменений энергии системы путем измерения теплообмена с окружающей средой.

 

 

 

Проверьте свое понимание

1. Вода обладает необычно высокой удельной теплоемкостью. Какое из следующих утверждений логически следует из этого факта?

а. По сравнению с другими веществами горячая вода вызывает сильные ожоги, потому что она хорошо проводит тепло.
б. По сравнению с другими веществами вода при нагревании быстро нагревается до высоких температур.
в. По сравнению с другими веществами, пробе воды требуется значительное количество тепла, чтобы изменить ее температуру на небольшое количество.

2. Объясните, почему большие водоемы, такие как озеро Мичиган, могут быть довольно холодными в начале июля, несмотря на то, что температура наружного воздуха около или выше 90°F (32°C).

3. В таблице ниже описывается термический процесс для различных объектов (обозначены красным жирным шрифтом). Для каждого описания укажите, получает или теряет тепло объект, является ли процесс эндотермическим или экзотермическим, и является ли Q для указанного объекта положительным или отрицательным значением.

	Процесс	Получение или потеря тепла?	Эндо- или экзотермический?	В: + или -?
а.	Кубик льда кладут в стакан с лимонадом комнатной температуры, чтобы охладить напиток.
б.	Стакан холодного лимонада стоит на столе для пикника под жарким полуденным солнцем и нагревается до 32°F.
в.	Горелки на электроплите выключаются и постепенно остывают до комнатной температуры.
д.	Учитель достает из термоса большой кусок сухого льда и кладет его в воду. Сухой лед возгоняется, образуя газообразный углекислый газ.
эл.	Водяной пар в увлажненном воздухе попадает на окно и превращается в каплю росы (капли жидкой воды).

4. Образец металлического цинка весом 11,98 г помещают в баню с горячей водой и нагревают до 78,4°C. Затем его удаляют и помещают в чашку из пенопласта, содержащую 50,0 мл воды комнатной температуры (T=27,0°C, плотность = 1,00 г/мл). Вода прогревается до температуры 28,1°C. Определить удельную теплоемкость цинка.

5. Джейк берет из шкафа банку газировки и наливает ее в чашку со льдом. Определить количество теплоты, отдаваемое газировкой комнатной температуры при ее плавлении 61,9.г льда (ΔH _сплав = 333 Дж/г).

6. Теплота возгонки (ΔH _{сублимация} ) сухого льда (твердый диоксид углерода) составляет 570 Дж/г. Определите количество теплоты, необходимое для превращения 5,0-фунтового мешка сухого льда в газообразный диоксид углерода. (Дано: 1,00 кг = 2,20 фунта)

7. Определите количество тепла, необходимое для повышения температуры образца твердого пара-дихлорбензола массой 3,82 грамма с 24°C до его жидкого состояния при 75°C. Пара-дихлорбензол имеет температуру плавления 54°C, теплоту плавления 124 Дж/г и удельную теплоемкость 1,01 Дж/г/°C (твердое состояние) и 1,19Дж/г/°C (жидкое состояние).

Следующий раздел:

Калькулятор удельной теплоемкости

Этот калькулятор удельной теплоемкости представляет собой инструмент, который определяет теплоемкость нагретого или охлажденного образца. Удельная теплоемкость — это количество тепловой энергии, которое необходимо передать образцу массой 1 кг, чтобы повысить его температуру на 1 К . Читайте дальше, чтобы узнать, как правильно применить формулу теплоемкости, чтобы получить достоверный результат.

💡 Этот калькулятор работает по-разному, поэтому вы также можете использовать его, например, для расчета количества тепла, необходимого для изменения температуры (если вы знаете удельную теплоемкость). Если вам нужно достичь изменения температуры в определенное время, используйте наш калькулятор мощности для нагрева, чтобы узнать требуемую мощность. Чтобы найти удельную теплоемкость из сложного эксперимента, калориметрический калькулятор может значительно ускорить расчеты.

Предпочитаете просмотр чтению? Узнайте все, что вам нужно, за 90 секунд с помощью этого видео , которое мы сделали для вас :

Как рассчитать удельную теплоемкость

1. Определите, хотите ли вы нагреть образец (передать ему тепловую энергию) или охладить его ( отнять часть тепловой энергии).
2. Введите количество подаваемой энергии в виде положительного значения. Если вы хотите охладить образец, введите вычитаемую энергию как отрицательное значение. Например, предположим, что мы хотим уменьшить тепловую энергию образца на 63 000 Дж. Тогда Ом = -63 000 Дж .
3. Определите разницу температур между начальным и конечным состоянием образца и введите ее в калькулятор теплоемкости. Если образец охладить, то разница будет отрицательной, а если подогреть – положительной. Допустим, мы хотим охладить образец на 3 градуса. Тогда ΔT = -3 K . Вы также можете перейти в расширенный режим , чтобы ввести начальное и конечное значения температуры вручную.
4. Определите массу образца. Будем считать м = 5 кг .
5. Рассчитайте удельную теплоемкость как c = Q / (mΔT) . В нашем примере она будет равна с = -63000 Дж/(5 кг * -3 К) = 4200 Дж/(кг·К) . Это типичная теплоемкость воды.

Если у вас возникли проблемы с единицами измерения, не стесняйтесь использовать наши калькуляторы преобразования температуры или веса.

Формула теплоемкости

Формула удельной теплоемкости выглядит так:

c = Q / (mΔT)

Q — количество подведенного или отведенного тепла (в джоулях), m — масса образца, ΔT — разница между начальной и конечной температурами. Теплоемкость измеряется в Дж/(кг·К).

Типовые значения удельной теплоемкости

Вам не нужно использовать калькулятор теплоемкости для большинства распространенных веществ. Значения удельной теплоемкости для некоторых из наиболее популярных из них перечислены ниже.

• лед: 2 100 Дж/(кг·K)
• вода: 4200 Дж/(кг·K)
• водяной пар: 2000 Дж/(кг·K)
• базальт: 840 Дж/(кг·K)
• гранит: 790 Дж/(кг·К)
• алюминий: 890 Дж/(кг·K)
• железо: 450 Дж/(кг·K)
• медь: 380 Дж/(кг·K)
• свинец: 130 Дж/(кг·K)

Имея эту информацию, вы также можете рассчитать, сколько энергии вам нужно передать образцу, чтобы повысить или понизить его температуру. Например, вы можете проверить, сколько тепла вам нужно, чтобы довести до кипения кастрюлю с водой, чтобы приготовить макароны.

Хотите знать, что на самом деле означает результат? Воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии, чтобы проверить, насколько высоко вы поднимете образец с таким количеством энергии. Или проверьте, как быстро может двигаться образец, с помощью этого калькулятора кинетической энергии.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать удельную теплоемкость?

1. Найдите начальную и конечную температуру, а также массу образца и подведенную энергию.
2. Вычтите из конечной и начальной температуры, чтобы получить изменение температуры (ΔT).
3. Умножьте изменение температуры на массу образца.
4. Разделите подведенное тепло/энергию на продукт.
5. Формула C = Q / (ΔT ⨉ m) .

Что такое удельная теплоемкость при постоянном объеме?

Удельная теплоемкость – это количество тепла или энергии, необходимое для изменения одной единицы массы вещества постоянного объема на 1 °C . Формула: Cv = Q / (ΔT ⨉ m) .

Какова формула удельной теплоемкости?

Формула удельной теплоемкости, Кл , вещества с массой m , равна Кл = Q /(m ⨉ ΔT) . Где Q — добавленная энергия, а ΔT — изменение температуры. Удельная теплоемкость при различных процессах, таких как постоянный объем, Cv и постоянное давление, Cp , связаны друг с другом отношением удельных теплоемкостей, ɣ= Cp/Cv , или газовая постоянная R = Cp-Cv .

В каких единицах измеряется удельная теплоемкость?

Удельная теплоемкость измеряется в Дж/кг К или Дж/кг С , так как это количество тепла или энергии, необходимое в процессе постоянного объема для изменения температуры вещества единицы массы на 1°С или 1° К.

Каково значение удельной теплоемкости воды?

Удельная теплоемкость воды равна 4179 Дж/кг K , количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 кельвин.

Какие британские единицы измерения удельной теплоемкости?

Удельная теплоемкость измеряется в БТЕ/фунт °F в имперских единицах и в Дж/кг·К в единицах СИ.

Каково значение удельной теплоемкости меди?

Удельная теплоемкость меди 385 Дж/кг K . Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагревания 100 г меди на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,1 * 385 * 5 = 192,5 Дж.

Каково значение удельной теплоемкости меди? алюминий?

Удельная теплоемкость алюминия 897 Дж/кг K . Это значение почти в 2,3 раза превышает удельную теплоемкость меди. Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 500 г алюминия на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,5 * 897 * 5 = 2242,5 Дж.

Как рассчитать тепло

Вы знаете, как определить количество энергии, необходимое для нагревания вещества до определенной температуры? Если ответ «нет», оставайтесь рядом. У нас есть простой метод, который поможет вам определить энергию, необходимую практически для любой системы отопления!

Начнем с «уравнения общей теплоты». Уравнение:

Как видите, это уравнение состоит из трех разных компонентов. Один за другим мы рассмотрим каждый компонент, чтобы вы могли точно определить, как рассчитать общую энергию, в киловаттах, необходимую для вашего приложения. Однако сначала я хочу поговорить о разнице между пусковыми и эксплуатационными потребностями в тепле.

Пуск или предварительный нагрев определяется как количество тепла, необходимое для приведения системы от начальной температуры к конечным рабочим условиям за определенный период времени. Думайте об этом как о предварительном разогреве духовки перед тем, как испечь партию печенья.

Рабочее тепло определяется как количество тепла, необходимое в единицу времени (обычно в час), когда система достигает заданной рабочей температуры и выполняет необходимую работу.

Большая часть энергии приходится на операционную сторону. Таким образом, наше внимание будет сосредоточено на определении кВт, необходимых для этой части процесса нагрева.

Первым компонентом является QA, который представляет собой тепловую энергию, поглощаемую материалами. Вот формула для расчета поглощенного тепла:

Это уравнение позволяет нам определить общее количество кВт, необходимое для конкретного применения. Он использует 4 разных значения:

• Вес носителя в фунтах.
• Удельная теплоемкость в BTU/lbs- °F
• Изменение температуры в градусах F
• Время нагрева в часах.

Чтобы решить для обеспечения качества, необходимо выполнить три простых шага:

1. Собрать информацию
2. Определить необходимые значения и преобразовать в соответствующие единицы 
3. Решите уравнение

Не перегружайтесь! Это легко, обещаю, и я проведу вас шаг за шагом.

Шаг 1:

Соберите информацию. Допустим, у вас есть печь, которая используется для нагрева 500 фунтов. стоимость гранитных блоков в периодическом процессе. Печь имеет ширину 7,5 футов, длину 10 футов и высоту 7,5 футов. Он имеет стальные стены с 2-дюймовой изоляцией.

В этом сценарии нам нужно определить количество тепла (в киловаттах), поглощаемого гранитом при его нагревании с 50°F до 230°F за 2 часа.

Составим список:

• Нагреваемый материал: гранит
• Вес гранита: 500 фунтов.
• Ширина печи: 7,5 футов
• Длина печи: 10 футов
• Высота печи: 7,5 футов
• Материал печи: сталь
• Толщина изоляции печи: 2 дюйма
• Начальная температура печи: 60 687°F 230°F
• Время нагрева: 2 часа.

Шаг 2:

Теперь мы можем определить необходимые значения и преобразовать их в соответствующие единицы. Для этого сценария с печью периодического действия нам необходимо определить:

• Удельная теплоемкость гранита
• Повышение температуры

Значения удельной теплоемкости часто можно найти в Интернете на таких полезных веб-сайтах, как The Engineering ToolBox. Здесь вы можете найти значения удельной теплоемкости для различных материалов. Просто убедитесь, что значения, которые у вас есть, являются правильными единицами. Это действительно важно.

В Интернете мы можем определить, что гранит имеет удельную теплотворную способность 0,189 БТЕ/фунт*F.

Решение для повышения температуры или изменения температуры довольно просто. Это просто конечная температура минус начальное значение. Таким образом, 230°F – 50°F равняется дельта 180°.

Шаг 3:

Решение уравнения. Если первые два шага выполнены правильно и значения указаны в правильных единицах, этот шаг не составит труда.

Все, что вам нужно сделать, это подставить значения.

Итак, вы можете видеть, что мы вводим массу, Cp, дельта T и требуемое время, проделайте простую математику… и теперь вы знаете количество кВт, потребляемое в час для вашей системы отопления!
В этом сценарии мы получим общую требуемую энергию 2,5 кВт.
Если в процессе нагрева нагреваемая среда претерпевает фазовый переход (из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газообразное), это также повлияет на общую требуемую мощность в кВт. Для создания фазового перехода требуется огромное количество тепловой энергии, но, к счастью для нашего сценария с печью периодического действия, нагретый материал не меняет фазы, поэтому мы можем игнорировать это потенциальное влияние и перейти к следующему компоненту, QL или потерям тепла. .
 

Расчет тепловых потерь:

Тепловые потери могут оказать существенное влияние на определение требуемой мощности в кВт. Чтобы найти тепловые потери, вам необходимо:

• Площадь нагреваемого контейнера
• Материал/конструкция контейнера
• Разница с окружающей средой

Кривые тепловых потерь позволяют определить потери в мощности на квадратный фут в час . После того, как вы узнали это значение, все, что вам нужно сделать, это подставить его в следующее уравнение:

Это дает общее количество киловатт, теряемое в час из-за потери тепла.

Вы можете найти эти кривые в Интернете… или вы можете ввести эти параметры в компьютерную программу. Команда разработки приложений в Valin постоянно выполняет такие расчеты.

Если вам нужна помощь с этим, вы можете связаться с нами, используя контактную информацию, указанную в описании видео.

Вот кривая тепловых потерь, которая лучше всего подходит для нашего применения.
 

Мы можем использовать кривую для определения значения мощности, теряемой на квадратный фут в час. В нашем сценарии из-за толщины изоляции 2 дюйма и разницы в 160° относительно окружающей среды (при температуре окружающей среды 70°F и температуре печи 230°F) кривая дает нам значение 5 Вт на квадратный фут в час.
 

Расчет площади печи:

Далее нам нужно будет рассчитать площадь нагреваемой емкости. Поскольку у нас уже есть размеры, это легко сделать. Это просто:

Используя эту формулу, мы можем определить площадь печи 562,5 квадратных фута.

После этого все, что вам нужно сделать, это подставить значения в уравнение потерь тепла, и мы получим значение около 1 кВт, теряемое в окружающую среду.

Расчет запаса прочности:

Время перейти к последнему компоненту: коэффициент запаса прочности.

Этот компонент в основном гарантирует, что у вас будет более чем достаточно энергии для вашего приложения. Мы рекомендуем добавить коэффициент безопасности не менее 10 %… иногда до 20 %, если условия отрывочны или имеется много неизвестных переменных.

Чтобы определить, каким будет 20-процентный запас прочности, все, что вам нужно сделать, это сложить значения поглощенного тепла (QA) и потери тепла (QL) и умножить их на 20%.

Делая это, мы получаем значение запаса прочности 0,7 кВт.

После того, как вы рассчитали запас прочности, можно начинать! Все, что осталось, это сложить три числа вместе, выполнить простую математику, и все готово! Вы успешно рассчитали общую энергию, необходимую для вашего отопления!

В нашем сценарии мы получаем 4,2 кВт/час для всего необходимого тепла.

Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии по поводу этой статьи или математики, сообщите нам об этом в разделе комментариев прилагаемого видео.