一、熱量的概念

熱量是宇宙中能量的一種，它表示物體吸收或放熱多少的物理量。也叫熱能，常用Q表示。宇宙中的能量還有：原子能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、各種化學(xué)能、勢能，動(dòng)能等。

二、熱量的主要作用

1、可使物體溫度發(fā)生變化。物體吸收熱量后，溫度升高；放出熱量后，溫度降低。

2、可使物體的狀態(tài)發(fā)生變化。如：水吸收熱量后，可變成氣態(tài)的水蒸氣；水放出熱量后，可變成固態(tài)的冰。

3、可使物體的體積發(fā)生變化。如：鋼管和鐵軌受熱后，可伸長(cháng)；供熱系統里的水受熱后，體積會(huì )膨脹。

三、熱量的種類(lèi)：

熱量有兩種形式存在于物體中，一種是顯熱，一種是潛熱，他們的特點(diǎn)是：

1、顯熱：是使物體溫度發(fā)生變化時(shí)的熱量。即，可通過(guò)溫度高、低顯示出的熱量叫顯熱。如水由70℃變成90℃時(shí)所吸收的熱量為顯熱。

2、潛熱：只使物體的狀態(tài)發(fā)生變化，而溫度不發(fā)生變化的那部分熱量稱(chēng)為潛熱。如水在一個(gè)標準大氣壓下被加熱到100℃后，再繼續加熱，水就會(huì )變成100℃的水蒸汽。這時(shí)增加的熱量并沒(méi)有使水溫繼續升高，只是使一部分水變成了同溫度的水蒸汽。這些增加的熱量，就作為潛熱存在于水蒸氣的分子中了。

    同理，0℃的冰吸收了熱量后，變成了0℃的水，水分子的溫度也沒(méi)有升高，只是把水從固體狀態(tài)的冰的，變成了液體狀態(tài)的水。這部分增加的熱量，是以冰的融化潛熱形式存在于水的分子中。

    以上兩種熱量，分別稱(chēng)為水的氣化潛熱和冰的融化潛熱。

四、熱量的單位及換算

1、工程單位制：

   工程中為了計算熱量得多、少，采用物理學(xué)家"卡路里"的名字，作為計量單位的方式，稱(chēng)工程單位制——【卡】；或【千卡】。

   計量工程中是這樣規定的：把1公斤（kg）的純水，在1個(gè)標準大氣壓的條件下，由攝氏19.5℃加熱到20.5℃所吸收的熱量，作為1000卡路里（1000cal），通常簡(jiǎn)稱(chēng)1大卡（1kcal）。

2、國際單位制：

   國際上還以物理學(xué)家"焦耳"的名字【J】或【kJ】作為熱量的計量單位，稱(chēng)為熱量的國際單位制。它與工程單位制的換算是：

1焦耳（J）=0.24卡路里(cal)；

1卡路里（cal）＝4.186焦耳（J）；1大卡（kcal）=4.186千焦（kJ）；

3、以電功率表示的熱量計量：

 1千瓦時(shí)（kwh）=860大卡（kcaI）；1兆瓦時(shí)（Mwh）=0.86百萬(wàn)大卡（Gcal）；

4、以噸飽和蒸汽表示的熱量計量：

  1噸飽和蒸汽（T）=0.6百萬(wàn)大卡（Gcal）=0.7兆瓦時(shí)（Mwh）=2.5吉焦（GJ）

  1吉焦（GJ）=0.24百萬(wàn)大卡（Gcal）=0.278兆瓦時(shí)（MWh）=0.4噸蒸汽（T）

五、物質(zhì)的比熱和顯熱計算

    各種物質(zhì)在溫度升高或降低時(shí)，吸收或放出的熱量是不同的。為了計算物體在熱力過(guò)程中吸收或放出熱量的大小，工程中采用了"比熱"這個(gè)物理量。

1、比熱定義：

單位物理量的某種物質(zhì)，溫度升高或降低1℃時(shí)所吸收或放出的熱量。稱(chēng)作這種物質(zhì)的比熱。用C表示。比熱的單位：大卡／公斤.攝氏度，kcal／kg.℃）。

在供熱工程中，我們常用的是"水的重量比熱"。

即：1公斤重量的水，在溫度升高或降低1℃時(shí)，所吸收或放出的熱量。由前可知，水的重量比熱為C =1千卡／攝氏度.公斤。

   對于同樣重量的兩種物質(zhì)，在溫度變化相同時(shí)，比熱大的物體吸收的熱量就多。

2、常用幾種物質(zhì)在常溫下的重量比熱：

鐵：0.11； 冰：0.49-0.5； 銅：0.09； 酒精：0.6 ； 玻璃：0.15

煤油：0.43 空氣：0.24 水蒸氣：0.47

由此可見(jiàn)，水的比熱******。因此，一般散熱介質(zhì)都用水。嚴格地說(shuō)，比熱不是常數，與物體所處的溫度有關(guān)，因變化很小而忽略不計。

3、氣體的比熱：

氣體物質(zhì)的比熱跟固體、液體的比熱定義稍有不同，它可分為定容比熱和定壓比熱兩種。

（1）定容比熱：在氣體的體積保持不變的條件下，使每公斤氣體溫度升高1度所 需要的熱量，用Cv表示。

（2）定壓重量比熱：在氣體壓強保持不變的條件下，使每公斤氣體溫度升高1度所需要的熱量，用Cp表示。

（3）各種氣體的定壓比熱一定要定容比熱大，因為氣體在壓力保持不變的情況下加熱時(shí)，體積一定要增加，增加的體積要向外做功，做功即消耗一部分能量。一般Cp=1.4Cv.

（4）常用氣體的比熱：空氣：Cp=0.24Kcal/kg.℃；水蒸汽：Cp=0.47Kcal／kg.℃；

煙氣：Cp=0.26 Kcal／kg.℃；

4、顯熱量計算：

供熱工程中***常用的是供熱工質(zhì)一熱水放熱量的計算。計算公式：Q=G xC x(t1-t2)

其中：G一水流量    C一水的比熱    t1一 進(jìn)水溫度     t2一出水溫度

六、液體的汽化潛熱和潛熱量計算

1、汽化潛熱定義：

單位質(zhì)量的液體變?yōu)橥瑴囟认碌钠w時(shí)，所吸收的熱量叫該液體的汽化潛熱，用r表示。

2、汽化潛熱的單位：大卡／公斤（kcal／kg）；千焦／公斤（kJ／kg）

3、汽化潛熱的特點(diǎn)：

液體在任何溫度下都可以汽化，但汽化時(shí)的溫度不同，汽化潛熱大小也不同。

比如水在各種溫度下的汽化潛熱分別是：

t=0℃時(shí) ， r=598 ≈600kcal／kg；

t=40℃時(shí)， r=574kcal／kg；

t=100℃時(shí) ，r=539 ≈540kcal／kg；

4、汽化潛熱量的計算：Q潛 =G x  r

其中：Q潛為潛熱量大卡（kcal）、千焦（kJ）；

      G一蒸汽流量  公斤（kg）；

      r一 水的汽化潛熱 大卡／公斤（kcal／kg）、千焦／公斤（kJ／kg）；