Теплота – это энергетическая характеристика процесса теплообмена, определяемая количеством энергии, которое получает (отдает) тело (физическая система) в процессе теплообмена.
Холод – это условное понятие, означающее малое содержание теплоты.
В целом причина тепла и холода одна – это разница в скорости движения молекул.
Процессы получения холода и охлаждение базируются на законах термодинамики:
Первый закон термодинамики:
При тепловых процессах невозможно возникновение или уничтожение энергии.
Второй закон термодинамики:
Теплота может самопроизвольно передаваться от более нагретого тела к менее нагретому, а для передачи теплоты в обратном направлении необходима затрата энергии извне.
Для создания низких температур применяют физические процессы, которые сопровождаются поглощением теплоты. К таким процессам относится фазовый переход вещества, при котором происходит поглощение теплоты извне:
Фазовый переход вещества при плавлении, кипении и сублимации происходит при соответствующих температурах и с поглощением значительного количества теплоты.
Для получения низких температур (но не ниже 0°С) может быть применен водный лед, который при атмосферном давлении плавится при 0°С и имеет сравнительно большую величину удельной теплоты плавления 335 кДж/кг. При давлении ниже атмосферного сублимация водного льда происходит при температуре ниже 0°С, что используют при сублимационной сушке пищевых продуктов.
Сублимационная сушка – процедура обезвреживания какого-либо вещества путём замораживания с последующей сублимацией образующегося при этом льда.
Смешивая лед с некоторыми солями, например, с хлоридом кальция можно получить и более низкие температуры плавления.
Источником низкой температуры может служить твердая углекислота (сухой лед), имеющая при атмосферном давлении температуру сублимации 78,5°С и удельную теплоту 574 кДж/кг.
Более широко распространено получение низких температур в результате использования процесса кипения. С помощью одного вещества можно получить определенный интервал температур, поскольку температура кипения вещества зависит от давления: с уменьшением давления температура кипения его понижается, и наоборот. С помощью различных веществ можно получать низкие температуры в широком диапазоне.
Процесс испарения используют, например, для понижения температуры воды или влажных поверхностей.
Вернуться на главную страницу