Тепловые расчёты нужны везде, где устройство греется или охлаждается: от радиатора процессора до двигателя. Основа — три вида теплопередачи, количество теплоты и уравнение теплового баланса.
Что нужно знать
- Теплопередача: теплопроводность (через вещество), конвекция (потоки жидкости или газа), излучение (без среды).
- $Q = cm\Delta t$ — нагрев; $Q = \lambda m$ — плавление; $Q = Lm$ — парообразование.
- Тепловой баланс: отданное горячим = полученное холодным (в теплоизолированной системе).
- Тепловой двигатель: нагреватель → рабочее тело → холодильник; $\eta = A / Q_1$.
- Предельный КПД (цикл Карно): $\eta = 1 - T_2 / T_1$, температуры в кельвинах.
- Линейное расширение $\Delta l = \alpha l_0 \Delta t$ — учитывают зазорами и компенсаторами.
- Датчики температуры: термопара (ЭДС от разности температур спаев) и терморезистор (сопротивление меняется с температурой).
Где чаще всего ошибаются
- Подставлять температуры в градусах Цельсия в формулу КПД Карно.
- Путать удельную теплоёмкость с удельной теплотой плавления.
- Не учитывать тепловое расширение в длинных конструкциях.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 30 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.