加热器功率的计算

电加热器总功率选择的计算
选择功率是为了满足加热介质所需发热量，是确保加热器能实现加热目的，正常运行的首选。

由于电加热的热效率近似于1，可以这样认为：电加热器的功率即为发热量。

1、功率选择的考虑
功率的计算选择应考虑以下三条：
⑴从初始状态，按规定时间要求实现加热介质至设定温度（工作温度）；
⑵在工况条件下，发热量足以维持介质温度；
⑶应有一定的安全裕度，一般取1.2。

显然，从第⑴、⑵条选择功率的较大者，乘以安全裕度就是应选的功率。

2、从初始状态加热所需功率的计算
(1) 静态流体加热
(2) 流动流体加热
(3) 风道式加热器常压空气加热
以上三式中
P计——电加热器所需功率（KW)；
Q散——在设定温度下容器的散热量（KW）；
一般有
C1 —被加热介质的比热。

（Kcal/(kg·℃)
C2 —容器（系统）的比热。

（Kcal/(kg·℃)
M1 —被加热介质质量。

（Kg）；
M2 —容器（系统）质量（Kg）；
ΔТ—设定温度与初始温度的差值。

(℃)；
t —从初始温度加热介质至设定温度所规定的时间。

（h）；
F —加热介质流量，（一般取最大流量）。

（m /min）；
S —散热面积。

（m2）；
q损—（保温）材料在设定温度下，单位面积上的热损失量。

（Kwh/m ）3. 维持介质温度所需功率的计算
式中：
P维—电加热器维持介质温度所需功率。

（KW）
M1增—每小时增加的介质质量。

（Kg/h）
比热容
编辑词条
比热容(specific heat capacity)又称比热容量，通常用符号c表示，简称比热(specific heat)，是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。

比热容是表示物质热性质的物理量。

[1]
目
录
•1基本信息
•2结构简式
•3发展历史
•4生产应用
•5常见物质
基本信息
比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。

其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文（J /(kg·K) 或J /(kg·℃)，J是指焦耳，K是指热力学温标，与摄氏度℃相等），即令1千克的物质的温度上升（或下降）1摄氏度所需的能量。

根据此定理，最基本便可得出以下公式：
Q=cm⊿t
Q为吸收的热量；m是物体的质量，⊿T是吸热（放热）后温度所上升（下降）值，初中的教材里把⊿T写成⊿t，其实这是很不规范的（我们生活中常用℃作为温度的单位，
很少用K，而且⊿T=⊿t，因此中学阶段都用⊿t，但国际上或者更高等的科学领域，还是使用⊿T）。

物质的比热容与所进行的过程有关。

在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比热容三种。

定压比热容Cp：是单位质量的物质在压力不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K 所吸收或放出的能量。

定容比热容Cv：是单位质量的物质在容积（体积）不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的内能。

饱和状态比热容：是单位质量的物质在某饱和状态时，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的热量。

结构简式
测定仪器
单位
比热容的单位是复合单位。

在国际单位制中，能量、功、热量的主单位统一为焦耳，温度的主单位是开尔文，因此比热容的国际单位为J/(kg·K)，读作“焦[耳]每千克开[尔文]”。

（[]内的字可以省略。

）常用单位：J/(kg·℃）、J/(g·℃）、kJ/(kg·℃）、cal/(kg·℃）、kcal/(kg·℃）等。

注意摄氏度和开尔文仅在温标表示上有所区别，在表示温差的量值意义上等价，因此这些单位中的℃和K可以任意互相替换。

例如“焦每千克摄氏度”和“焦每千克开”是等价的。

比热容表示物体吸热（或散热）能力的物理量[2]
计算
设有一质量为m的物体，在某一过程中吸收（或放出）热量ΔQ时，温度升高（或降低）ΔT，则ΔQ/ΔT称为物体在此过程中的热容量（简称热容），用C表示，即C=ΔQ/ΔT。

用热容除以质量，即得比热容c=C/m=ΔQ/mΔT。

对于微小过程的热容和比热容，分别有
C=dQ/dT，c=1/m*dQ/dT。

因此，在物体温度由T1变化到T2的有限过程中，吸收（或放出）的热量Q=∫（T2,T1）CdT=m∫（T2,T1）cdT。

一般情况下，热容与比热容均为温度的函数，但在温度变化范围不太大时，可近似地看为常量。

于是有Q=C(T2-T1）=mc(T2-T1）。

如令温度改变量ΔT=T2-T1，则有Q=cmΔT。

这是中学中用比热容来计算热量的基本公式。

在英文中，比热容被称为：Specific Heat Capacity(SHC）。

用比热容计算热能的公式为：Energy=Mass×Specific Heat Capacity×Temperature change
可简写为：Energy=SHC×Mass×Temp Ch，Q=cmΔT。

与比热相关的热量计算公式：Q=cmΔT 即Q吸（放）=cm(T初-T末）其中c为比热，m为质量，Q为能量热量。

吸热时为Q=cmΔT升（用实际升高温度减物体初温），放热时为Q=cmΔT降（用实际初温减降后温度）。

或者Q=cmΔT=cm(T末-T初），Q>0时为吸热，Q<0时为放热。

（涉及到物态变化时的热量计算不能直接用Q=cmΔT，因为不同物质的比热容一般不同，发生物态变化后，物质的比热容变化了。

）[3]
发展历史
最初是在18世纪，苏格兰的物理学家兼化学家J.布莱克发现质量相同的不同物质，上升到相同温度所需的热量不同，而提出了比热容的概念。

几乎任何物质皆可测量比热容，如化学元素、化合物、合金、溶液，以及复合材料。

历史上，曾以水的比热来定义热量，将1克水升高1度所需的热量定义为1卡路里。

混合物
加权平均计算：
c=ΣC/ΣM=(m1c1+m2c2+m3c3+…）/(m1+m2+m3+…）。

气体
定义：
Cp 定压比热容：压强不变，温度随体积改变时的热容，Cp=dH/dT，H为焓。

Cv 定容比热容：体积不变，温度随压强改变时的热容，Cv=dU/dT，U为内能。

则当气体温度为T，压强为P时，提供热量dQ时气体的比热容：
Cp*m*dT=Cv*m*dT+PdV；
其中dT为温度改变量，dV为体积改变量。

理想气体的比热容：
对于有f 个自由度的气体的定容比热容和摩尔比热容是：
Cv,m=R*f/2
Cv=Rs*f/2
R=8.314J/(mol·K)
迈耶公式：Cp=Cv+R
比热容比：γ=Cp/Cv
多方比热容：Cn=Cv-R/(n-1）=Cv*（γ-n)/（1-n)
对于固体和液体，均可以用比定压热容Cp来测量其比热容，即：C=Cp （用定义的方法测量C=dQ/mdT）。

Dulong-Petit 规律：金属比热容有一个简单的规律，即在一定温度范围内，所有金属都有一固定的摩尔热容：Cp≈25J/(mol·K)
所以cp=25/M，其中M为摩尔质量，比热容单位J/(kg·K）
生产应用
水的比热容较大，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。

这个应用主要考虑两个方面，第一是一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不大，有利于调节
气候；第二是一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。

调节气候
水的比热容较大，对于气候的变化有显著的影响。

在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化小一些，水的这个特征对气候影响很大，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海温度降低少，为此一天中沿海地区温度变化小，内陆温度变化大，一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。

海陆风的形成原因与之类似。

1．对气温的影响
据新华社消息，三峡水库蓄水后，这个世界上最大的人工湖将成为一个天然“空调”，使山城重庆的气候冬暖夏凉。

据估计，夏天气温可能会因此下降5℃，冬天气温可能会上升3到4℃。

2．热岛效应的缓解
晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。

2010~2013年以来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，在温度的空间分布上，城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。

在缓解热岛效应方面，专家测算，一个中型城市环城绿化带树苗长成浓荫后，绿化带常年涵养水源相当于一座容积为1.14×10m的中型水库，由于水的比热容大，能使城区夏季高温下降1℃以上，有效缓解日益严重的“热岛效应”。

水库的建立，水的增加，而水的比热容大，在同样受冷受热时温度变化较小，从而使夏天的温度不会升得比过去高，冬天的温度不会下降的比过去低，使温度保持相对稳定，从而水库成为一个巨大的“天然空调”。

冷却取暖
1．水冷系统的应用
人们很早就开始用水来冷却发热的机器，在电脑CPU散热中可以利用散热片与CPU 核心接触，使CPU产生的热量通过热传导的方式传输到散热片上，然后利用风扇将散发到空气中的热量带走。

但水的比热容远远大于空气，因此可以用水代替空气作为散热介质，通
过水泵将内能增加的水带走，组成水冷系统。

这样CPU产生的热量传输到水中后水的温度不会明显上升，散热性能优于上述直接利用空气和风扇的系统。

热机（例如汽车的发动机，发电厂的发电机等）的冷却系统也用和水做为冷却液，也是利用了水的比热容大这一特性。

2．农业生产上的应用
水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌”的方法，即傍晚在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉。

根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用。

3．热水取暖
冬季供热用的散热器、暖水袋。

4．其他
诸如在炎热的夏天古代皇室用流水从屋顶上流下，起了防暑降温作用；夏威夷是太平洋深处的一个岛，那里气候宜人，是旅游度假的圣地，除了景色诱人之外，还有一个主要原因就是冬暖夏凉。

其它信息参见词条定压比热容、定容比热容。

常见物质
理论上说，常见液体和固体物质中，水的比热容最大
对上表中数值的解释：
⑴比热此表中单位为kj/(kg·℃）/ j/(kg·℃），两单位为千进制1kJ/(kg·℃）
/=1×10³J/(kg·℃）
⑵水的比热较大，金属的比热更小一些
⑶c铝>c铁>c钢>c铅(c铅<c铁<c钢<c铝）。

补充说明：
⒈不同的物质有不同的比热容，比热容是物质的一种特性，因此，可以用比热的不同来（粗略地）鉴别不同的物质（注意有部分物质比热相当接近）
⒉同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化。

如一杯水与一桶水，它们的比热相同。

⒊对同一物质，比热值与物态有关，同一物质在同一状态下的比热是一定的（忽略温度对比热的影响），但在不同的状态时，比热是不相同的。

例如水的比热与冰的比热不同。

⒋在温度改变时，比热容也有很小的变化，但一般情况下可以忽略。

比热容表中所给的比热数值是这些物质在常温下的平均值。

⒌气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。

但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。

常见气体的比热容
（单位：kJ/(kg·K））
Cp Cv
氧气0.9090.649
氢气14.059.934
水蒸气1.842 1.381
氮气1.0380.741
如下表：
当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。

于是，我降临在了人间。

我出生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：李清照。

小时侯，受父母影响的我饱读诗书，聪明伶俐，在朝中享有“神童”的称号。

小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我快乐无虑。

“兴尽晚回舟，误入藕花深处。

争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。

”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。

身影轻飘而过，留下一阵清风。

可是晚年的我却生活在一片黑暗之中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。

我几乎对生活绝望，每天在痛苦中消磨时光，一切都好象是灰暗的。

“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。

最后，香消玉殒，我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。

在天堂里，我又见到了上帝。

上帝问我过的怎么样，我摇摇头又点点头，我的一生有欢乐也有坎坷，有笑声也有泪水，有鼎盛也有衰落。

我始终无法客观的评价我的一生。

我原以为做一个着名的人，一生应该是被欢乐荣誉所包围，可我发现我错了。

于是在下一轮回中，我选择做一个平凡的人。

我来到人间，我是一个平凡的人，我既不着名也不出众，但我拥有一切的幸福：我有温馨的家，我有可亲可爱的同学和老师，我每天平凡而快乐的活着，这就够了。

天儿蓝蓝风儿轻轻，暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室，我坐在教室的窗前，望着我拥有的一切，我甜甜的笑了。

我拿起手中的笔，不禁想起曾经作诗的李清照，我虽然没有横溢的才华，但我还是拿起手中的笔，用最朴实的语言，写下了一时的感受：
人生并不总是完美的，每个人都会有不如意的地方。

这就需要我们静下心来阅读自己的人生，体会其中无尽的快乐和与众不同。

“富不读书富不久，穷不读书终究穷。

”为什么从古到今都那么看重有学识之人？那是因为有学识之人可以为社会做出更大的贡献。

那时因为读书能给人带来快乐。

自从看了《丑小鸭》这篇童话之后，我变了，变得开朗起来，变得乐意同别人交往，变得自信了……因为我知道：即使现在我是只“丑小鸭”，但只要有自信，总有一天我会变成“白天鹅”的，而且会是一只世界上最美丽的“白天鹅”……
我读完了这篇美丽的童话故事，深深被丑小鸭的自信和乐观所折服，并把故事讲给了外婆听，外婆也对童话带给我们的深刻道理而惊讶不已。

还吵着闹着多看几本名着。

于是我给外婆又买了几本名着故事，她起先自己读，读到不认识的字我就告诉她，如果这一面生字较多，我就读给她听整个一面。

渐渐的，自己的
语文阅读能力也提高了不少，与此同时我也发现一个人读书的乐趣远不及两个人读的乐趣大，而两个人读书的乐趣远不及全家一起读的乐趣大。

于是，我便发展“业务”带动全家一起读书……现在，每每遇到好书大家也不分男女老少都一拥而上，争先恐后“抢书”，当我说起我最小应该让我的时候，却没有人搭理我。

最后还把书给撕坏了，我生气地哭了，妈妈一边安慰我一边对外婆说：“孩子小，应该让着点。

”外婆却不服气的说：“我这一把年纪的了，怎么没人让我呀？”大家人你一言我一语，谁也不肯相让……读书让我明白了善恶美丑、悲欢离合，读一本好书，犹如同智者谈心、谈理想，教你辨别善恶，教你弘扬正义。

读一本好书，如品一杯香茶，余香缭绕。

读一本好书，能使人心灵得到净化。

书是我的老师，把知识传递给了我；书是我的伙伴，跟我诉说心里话；书是一把钥匙，给我敞开了知识的大门；书更是一艘不会沉的船，引领我航行在人生的长河中。

其实读书的真真乐趣也就在于此处，不是一个人闷头苦读书；也不是读到好处不与他人分享，独自品位；更不是一个人如痴如醉地沉浸在书的海洋中不能自拔。

而是懂得与朋友，家人一起分享其中的乐趣。

这才是读书真正之乐趣呢！这所有的一切，不正是我从书中受到的教益吗？
我阅读，故我美丽；我思考，故我存在。

我从内心深处真切地感到：我从读书中受到了教益。

当看见有些同学宁可买玩具亦不肯买书时，我便想到培根所说的话：“世界上最庸俗的人是不读书的人，最吝啬的人是不买书的人，最可怜的人是与书无缘的人。

”许许多多的作家、伟人都十分喜欢看书，例如毛泽东主席，他半边床上都是书，一读起书来便进入忘我的境界。

书是我生活中的好朋友，是我人生道路上的航标，读书，读好书，是我无怨无悔的追求。