Комплексные методики автоматизации предприятия (HEAT) — Power Automate
- Статья
HEAT — это руководство, с помощью которого вы можете развернуть платформу автоматизации и управлять всем жизненным циклом проекта автоматизации. Облачные архитекторы, разработчики RPA, ИТ-специалисты и лица, принимающие бизнес-решения, используют эти передовые методы, документацию и инструменты для достижения своих целей по внедрению облака.
Используя HEAT, организации могут лучше согласовывать свои бизнес-стратегии и технические стратегии для достижения успеха.
HEAT включает в себя следующие этапы:
- Понимание возможностей
- Изучение и планирование
- Проект
- Развертывание и управление
- Безопасность и управление
- Подготовка
Мы записали ряд специальных материалов на нашем видеоканале Automate It, где мы подробно рассмотрим каждый из этих этапов.
Начните с этого видео: Общие сведения по HEAT
Узнайте, как применять методики HEAT в вашем центре передовых технологий (CoE) для автоматизации с помощью технического документа Администрирование интеллектуальной платформы автоматизации с малым объемом кода.
Каждый этап методики HEAT описан ниже с указанием дополнительных ресурсов.
Понимание возможностей
Начало любого успешного проекта автоматизации — убедиться, что ключевые заинтересованные стороны понимают возможности автоматизации платформы. На этом этапе пользователи, не знакомые с Microsoft Power Automate, могут узнать о возможностях автоматизации в Power Automate.
Смотреть видео: Power Automate и Power Platform
Изучение и планирование
На этом этапе CoE и бизнес обсуждают, какие процессы следует автоматизировать, исходя из ожидаемой рентабельности инвестиций, формируют команду разработчиков и настраивают среду Power Automate.Хотя автоматизация позволяет организациям стать более эффективными, решение о том, какие процессы автоматизировать, по-прежнему остается сложной задачей. Невозможно автоматизировать каждый процесс, поэтому CoE могут использовать Приложение Проект автоматизации, чтобы управлять невыполненной работой и выбирать автоматизацию на основе рентабельности инвестиций.
Power Automate предоставляет среды разных типов (например, рабочую, песочницу и пробную). Каждая среда имеет определенный набор пользователей и ролей. Администраторы могут реализовать свою собственную вычислительную инфраструктуру для установки Power Automate для компьютеров и необходимое программное обеспечение.
Смотреть видео: Понимание возможностей, изучение и планирование
Ресурсы для определения рентабельности инвестиций, обнаружения процессов и настройки среды Power Automate:
- Узнайте, какой процесс следует автоматизировать с помощью Process Advisor
- Используйте Приложение Проект автоматизации для отбора и управления идеями
- Power Automate для компьютеров
- Конфигурация IP-адресов Power Automate
- Роли администратора служб (Microsoft 365 Global / Power Platform / Dynamics 365 / Azure / администратор Power BI)
- Назначение плана пользователя Power Automate с RPA с сопровождением в центре администрирования Microsoft 365
- Управление дополнительной емкостью RPA без сопровождения в центре администрирования Power Platform
Создание надежных решений автоматизации требует четко определенных принципов разработки, которые заложат основу для масштабирования, безопасности и соответствия требованиям.
Смотреть видео: Фаза проектирования
Некоторые другие принципы проектирования (не исчерпывающий список), которые следует учитывать:
- Проект для масштабирования, пропускной способности и отказоустойчивости
- Основы — ведение журналов, управление учетными данными и тестирование
- Стратегия обработки ошибок и повторных попыток
- Использование API и UI для автоматизации
Разработка и тестирование
Разработка — это сердце жизненного цикла автоматизации.
Смотреть видео: Разработка и тестирование
Дополнительные ресурсы по созданию автоматизации:
- Сборник схем RPA для автоматизации SAP GUI - Microsoft AI Builder
- Серия видеороликов Automate It: «Power Automate для компьютеров и SAP»
- Используйте конфиденциальный текст в Power Automate для компьютеров и Azure Key Vault
В Роботизированная автоматизация процессов (RPA) с SAP показано, как создать решение для автоматизации обработки счетов корпоративного уровня.
Посмотрите серию видео: RPA на основе SAP GUI в Power Automate для компьютеров
Развертывание и управление
Power Automate дает администраторам и разработчикам богатый набор возможностей на протяжении всего цикла развертывания для данной автоматизации, включая подробную информацию об успехе или неудаче каждого отдельного запуска, а также возможность планировать, ставить в очередь и устанавливать приоритеты автоматизации.
Разработчики могут настроить CI/CD с интеграцией тестов, чтобы развернуть автоматизацию и избежать случайных изменений, которые могут нарушить автоматизацию в рабочей среде.
Power Automate также помогает пользователям управлять своей автоматизацией. Все данные об исполнении доступны в Dataverse, с отчетами и представлениями, которые визуализируют эти данные. Power Automate предоставляет в режиме реального времени информацию об отдельных ботах, машинах и кластерах, где которых они работают, обеспечивая более подробную информацию о состоянии полной автоматизации, состоянии ботов и состоянии инфраструктуры.
Смотреть видео: Развертывание и управление
Некоторые ресурсы для развертывания, мониторинга и управления автоматизацией:
- ALM с Microsoft Power Platform с использованием Azure DevOps или GitHub
- Выполнение классических потоков с сопровождением или без него
- Мониторинг выполнений классических потоков
- Приоритет классического потока с помощью очередей
- Общий доступ к классическим потокам
- Аудит Microsoft Dataverse
- Видео: Состояние мониторинга локального шлюза данных
- Видео: Автоматизация установок локального шлюза данных
- Видео: Кластеризация шлюзов
- Видео: ALM с RPA в Power Automate
- Видео: «Панель мониторинга Power Automate Desktop»
Безопасность и управление
На этом этапе CoE автоматизации может использовать меры безопасности, чтобы установить ограничения для масштабирования RPA в своей организации. Они могут использовать Azure Active Directory, основной фундамент, который позволяет администраторам централизованно создавать и управлять контролем доступа к пользователям и ресурсам. Power Automate обеспечивает комплексное управление и средства управления безопасностью, чтобы гарантировать, что вы можете управлять критически важными бизнес-процессами надежным и совместимым образом.
Платформа предоставляет богатый набор журналов аудита, которые помогают администраторам отслеживать, что происходило в системе. Глубокая интеграция Microsoft Power Platform с Azure и Microsoft 365 позволяет ИТ-администраторам определять реактивные и проактивные политики и процедуры для отслеживания активности автоматизации.
Некоторые полезные ресурсы для обеспечения безопасности, управления и внедрения:
- Соответствие и конфиденциальность данных Power Platform
- Центр управления безопасностью Майкрософт
- Разработка стратегии защиты от потери данных (DLP)
- Аудит событий потоков Power Automate через центр безопасности и соответствия требованиям Microsoft 365
Подготовка
Центры передовых технологий должны разработать свою стратегию подготовки и повышения квалификации своих сотрудников. Они могут создать сообщество чемпионов, обучить их, запустить соревнования между ботами и продвигать истории успеха. Power Automate предоставляет богатый набор образовательных ресурсов (документация, видео, учебные пособия, лабораторные работы, курсы, сертификаты, технические документы и т. д.). Центр развертывания Microsoft Power Platform предоставляет руководство, книги и инструменты для ускорения внедрения на вашем предприятии.
Применение методик HEAT
Узнайте, как применять методики HEAT в вашем центре передовых технологий (CoE) для автоматизации с помощью технического документа Администрирование интеллектуальной платформы автоматизации с малым объемом кода.
Дополнительные ресурсы для начала автоматизации
- Загрузите Power Automate для компьютеров
- Документация по Power Automate
- Получите помощь по Power Automate для компьютеров на форумах
- Посмотрите и подпишитесь на серию Automate It
- Подпишитесь на нас в Twitter: @MSPowerAutomate
HEAT перевод и значение в английском и русском, translation and meaning in English and Russian.
Англо-Русско-Английский словарь общей лексикиheat.ogg
1. hi:t n 1. 1> жара, зной
summer heat — летний зной
heat haze — марево
to suffer from the heat — страдать от жары
the heat was stifling /suffocating/ — жара была удушающая
the heat of the day was over — дневная жара спала 2> жаркие дни, жаркое время, жара
2. 1> жар, повышенная температура
fever heat — жар, лихорадочное состояние
her face flushed with sudden heat — её щёки вдруг запылали 2> температура ( обыкн. высокая)
blood heat — нормальная температура тела
what is the heat of the water in the swimming pool? — какая температура воды в бассейне?
the thermometer shows 30 degrees of heat — термометр показывает 30 градусов жары
to bake at a heat of 160\u00B0 — выпекать при температуре 160\u00B0
we’ve no heat on today — у нас сегодня не топят /не работает отопление/3. тепло
moderate heat — умеренное тепло
to use solar heat for energy — использовать солнечное тепло для производства энергии
the heat from the fire dried their clothes — у камина их одежда просохла
excessive heat and cold should be avoided — следует избегать перегрева и переохлаждения
4. физ. теплота
latent heat — скрытая теплота
radiating heat — лучистая теплота
specific heat — удельная теплоёмкость
5. тех. нагрев, накал
red white heat — метал. красное белое каление
to raise iron to a white heat — доводить железо до белого каления ср. тж. 7, 1>
6. метал. 1> садка 2> ванна 3> плавка
7. 1> пыл, горячность
heat of youth — юношеский пыл
to speak with considerable heat — говорить с большой горячностью
in the heat of passion — в пылу страсти
I said it in the heat of the moment — я сказал это сгоряча
to get into a fearful state of heat — войти в раж
to cool one’s heat — умерить свой пыл
at (a) white heat — в бешенстве, в ярости, доведённый до белого каления ср. тж. 5
to work oneself up into a white heat — дойти до белого каления
there’s going to be a lot of heat and trouble — будет столько крику, что неприятностей не оберёшься 2> разгар
in the heat of the debate of the battle — в разгар прений битвы
in the heat of his departure he forgot his keys — в суматохе отъезда он забыл ключи
8. 1> что-л. сделанное за один раз, в один приём
at a heat — за один раз, за один присест, сразу 2> спорт. раунд ( бокс ) 3> спорт. гит; забег, заплыв или заезд на определённое расстояние
final heat — а) финальный заезд; б) финальный забег
preliminary heat — отборочный заезд
dead heat — одновременный финиш 4> pl предварительные соревнования
9. зоол. течка; период течки; период охоты
to be on /in, at/ heat — находиться в периоде течки или охоты
10. мед. покраснение; жжение; покалывание
11. сл. 1> давление; нажим; принуждение
political heat — политическое давление
to put the heat on smb. — нажать /надавить/ на кого-л.; припереть кого-л. к стенке
to turn on the heat, to turn the heat on — прибегать к жестоким методам принуждения; нажимать; оказывать сильное давление 2> полицейское преследование; погоня; розыск(и) ( преступника )
heat’s on — полиция нас ищет /идёт по следу/ 3> полиция; преследователи ( преступников )
12. острота ( блюда, приправы )
2. hi:t v 1. 1> нагревать, подогревать, согревать ( тж. heat up)
to heat (up) some water — нагреть воды
to heat oneself by running — согреваться /разгорячиться/ от бега
to heat smth. to (a temperature of) 80\u00B0 — подогреть что-л. до (температуры) 80\u00B0 2> нагреваться, согреваться
the water here heats slowly — вода здесь нагревается медленно
2. 1> накаливать 2> накаливаться
3. топить; отапливать; обогревать
to heat a house with coal gas — отапливать дом углём /углем/ газом
4. часто pass 1> возбуждать; горячить; раздражать
to get heated in a dispute /in an argument/ — разгорячиться в пылу спора
to get heated with wine — разгорячиться от вина
to heat the imagination — возбуждать /будоражить, распалять/ воображение
to heat the passions — разжигать страсти
his arrogance heats me beyond endurance — его самонадеянность бесит меня 2> горячиться, раздражаться
Англо-Русско-Английский словарь общей лексики, сборник из лучших словарей. English-Russian-English dictionary of general lexis, the collection of the best dictionaries. 2012
Скрытая теплота | Определение, примеры и факты
тающие кубики льда
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Джозеф Блэк
- Похожие темы:
- нагревать теплота парообразования теплота плавления тепло сублимации Уравнение Клаузиуса-Клапейрона
Просмотреть весь связанный контент →
скрытая теплота , энергия, поглощаемая или выделяемая веществом при изменении его физического состояния (фазы), которое происходит без изменения его температуры. Скрытая теплота, связанная с плавлением твердого тела или замерзанием жидкости, называется теплотой плавления; теплота, связанная с испарением жидкости или твердого тела или с конденсацией пара, называется теплотой парообразования. Скрытая теплота обычно выражается как количество теплоты (в джоулях или калориях) на моль или единицу массы вещества, подвергающегося изменению состояния.
Например, когда горшок с водой кипит, температура остается на уровне 100 °C (212 °F) до тех пор, пока не испарится последняя капля, потому что все тепло, добавляемое к жидкости, поглощается в виде скрытой теплоты парообразования и переносится удаляются вылетающими молекулами пара. Точно так же, пока лед тает, он остается при 0 ° C (32 ° F), и жидкая вода, образующаяся за счет скрытой теплоты плавления, также имеет температуру 0 ° C. Теплота плавления воды при 0 °С составляет примерно 334 Дж (79,7 калории) на грамм, а теплота парообразования при 100 °С составляет около 2230 Дж (533 калории) на грамм. Поскольку теплота парообразования очень велика, пар несет большое количество тепловой энергии, которая высвобождается при его конденсации, что делает воду превосходным рабочим телом для тепловых двигателей.
Скрытая теплота возникает в результате работы, необходимой для преодоления сил, удерживающих вместе атомы или молекулы в материале. Правильная структура кристаллического твердого тела поддерживается силами притяжения между его отдельными атомами, которые слегка колеблются относительно своего среднего положения в кристаллической решетке. По мере повышения температуры эти движения становятся все более сильными, пока в точке плавления силы притяжения уже не становятся достаточными для поддержания стабильности кристаллической решетки. Однако необходимо добавить дополнительное тепло (скрытая теплота плавления) (при постоянной температуре), чтобы осуществить переход в еще более неупорядоченное жидкое состояние, в котором отдельные частицы больше не удерживаются в фиксированных положениях решетки, а свободны. передвигаться по жидкости. Жидкость отличается от газа тем, что силы притяжения между частицами еще достаточны для поддержания дальнего порядка, который придает жидкости некоторую степень сцепления. При дальнейшем повышении температуры достигается вторая точка перехода (точка кипения), когда дальний порядок становится неустойчивым по отношению к в значительной степени независимым движениям частиц в гораздо большем объеме, занимаемом паром или газом. Опять же, необходимо добавить дополнительное тепло (скрытая теплота парообразования), чтобы разрушить дальний порядок жидкости и осуществить переход в в значительной степени неупорядоченное газообразное состояние.
Скрытая теплота связана с процессами, отличными от изменений между твердой, жидкой и паровой фазами одного вещества. Многие твердые тела существуют в различных кристаллических модификациях, и переходы между ними обычно связаны с поглощением или выделением скрытой теплоты. Процесс растворения одного вещества в другом часто связан с выделением тепла; если процесс решения является строго физическим изменением, теплота является скрытой теплотой. Иногда, однако, процесс сопровождается химическим превращением, и часть тепла приходится на химическую реакцию. См. также плавление.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эми Маккенна.
Учебное пособие по физике
Ранее в этом уроке было дано пять определений температуры в словарном стиле. Это были:
- Степень жара или холода тела или окружающей среды.
- Мера теплоты или холодности объекта или вещества по отношению к некоторому стандартному значению.
- Мера средней кинетической энергии частиц в образце вещества, выраженная в единицах или градусах по стандартной шкале.
- Мера способности вещества или, в более общем смысле, любой физической системы передавать тепловую энергию другой физической системе.
- Любой из различных стандартных числовых показателей этой способности, таких как шкала Кельвина, Фаренгейта и Цельсия
Как уже упоминалось, первые два пункта имеют довольно очевидное значение. Третий пункт списка был темой предыдущей страницы этого урока. Пятым пунктом было определение, с которого мы начали, когда обсуждали температуру и работу термометров; это была тема второй страницы этого урока. Это оставляет нам четвертый пункт — определение температуры с точки зрения способности вещества передавать тепло другому веществу. Эта часть Урока 1 посвящена пониманию того, как относительная температура двух объектов влияет на направление передачи тепла между двумя объектами.
Представьте себе очень горячую кружку кофе на кухонном столе. В целях обсуждения мы будем говорить, что чашка кофе имеет температуру 80°C, а окружающая среда (столешница, воздух на кухне и т. д.) имеет температуру 26°C. Как вы думаете, что произойдет в этой ситуации? Я подозреваю, что вы знаете, что чашка кофе со временем постепенно остывает. При температуре 80°C вы не посмеете пить кофе. Даже кофейная кружка, скорее всего, будет слишком горячей, чтобы до нее можно было дотронуться. Но со временем и кофейная кружка, и кофе остынут. Скоро будет питьевая температура. И если вы не поддадитесь искушению выпить кофе, он в конечном итоге станет комнатной температуры. Кофе охлаждается с 80°C до примерно 26°C. Так что же происходит с течением времени, из-за чего кофе остывает? Ответ на этот вопрос может быть как макроскопические и твердые в природе.
На макроскопическом уровне мы бы сказали, что кофе и кружка передают тепло окружающей среде. Эта передача тепла происходит от горячего кофе и горячей кружки к окружающему воздуху. Тот факт, что кофе понижает свою температуру, является признаком того, что средняя кинетическая энергия его частиц уменьшается. Кофе теряет энергию. Кружка также снижает свою температуру; средняя кинетическая энергия его частиц также уменьшается. Кружка тоже теряет энергию. Энергия, которая теряется из-за кофе и кружки, передается в более холодную среду. Эту передачу энергии от кофе и кружки к окружающему воздуху и столешнице мы называем теплом. В этом смысле тепло — это просто передача энергии от горячего объекта к более холодному.
Теперь давайте рассмотрим другой сценарий — банку с холодной газировкой, поставленную на ту же кухонную стойку. В целях обсуждения мы скажем, что газировка и банка, в которой она содержится, имеют температуру 5°C, а окружающая среда (столешница, воздух на кухне и т. д.) имеет температуру 26°C. Что произойдет с холодной банкой газировки с течением времени? Еще раз, я подозреваю, что вы знаете ответ. Колд поп и контейнер нагреются до комнатной температуры. Но что происходит, что заставляет эти объекты с температурой ниже комнатной повышать свою температуру? Холод уходит от шипучки и контейнера с ней? Нет! Нет такого понятия, как холодный выход или утечка . Скорее, наше объяснение очень похоже на объяснение, используемое для объяснения того, почему кофе остывает. Есть теплообмен.
Со временем поп и контейнер нагреваются. Температура повышается с 5°C до почти 26°C. Это повышение температуры является признаком того, что средняя кинетическая энергия частиц внутри шипучки и контейнера увеличивается. Чтобы частицы внутри шипучки и контейнера увеличили свою кинетическую энергию, они должны откуда-то получать энергию. Но откуда? Энергия передается из окружающей среды (столешница, воздух на кухне и т. д.) в виде тепла. Как и в случае с охлаждающей кофейной кружкой, энергия передается от объектов с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой. Еще раз, это известно как тепло — передача энергии от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой.
Другое определение температурыОба этих сценария можно резюмировать двумя простыми утверждениями. Объект снижает свою температуру, выделяя энергию в виде тепла в окружающую среду. И объект увеличивает свою температуру, получая энергию в виде тепла от своего окружения. И нагревающих , и охлаждающих объектов работают одинаково — путем передачи тепла от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой. Итак, теперь мы можем осмысленно переформулировать определение температуры. Температура — это мера способности вещества или, в более общем смысле, любой физической системы передавать тепловую энергию другой физической системе. Чем выше температура объекта, тем больше склонность этого объекта к передаче тепла. Чем ниже температура объекта, тем больше вероятность того, что этот объект окажется на принимающей стороне теплопередачи.
Но, возможно, вы спрашивали: что происходит с температурой окружающей среды? Повышается ли температура столешницы и воздуха на кухне, когда кружка и кофе остывают? И понижается ли температура столешницы и воздуха на кухне, когда банка и ее попка нагреваются? Ответ – твердое Да! Доказательство? Просто коснитесь столешницы — она должна стать прохладнее или теплее, чем до того, как на нее поставили кофейную кружку или банку с газировкой. А как же воздух на кухне? Теперь немного сложнее представить убедительное доказательство. Тот факт, что объем воздуха в комнате настолько велик и что энергия быстро рассеивается от поверхности кружки, означает, что изменение температуры воздуха на кухне будет аномально малым. На самом деле будет пренебрежимо мал . Прежде чем произойдет заметное изменение температуры, должно произойти намного больше теплопередачи.
При обсуждении охлаждения кофейной кружки столешница и воздух на кухне упоминались как окружение . В дискуссиях по физике такого типа обычно используется ментальная структура системы и окружения . Кофейная кружка (и кофе) будет рассматриваться как 9.0029 система и все остальное во вселенной будет рассматриваться как окружение . Для простоты мы часто сужаем область окружения от остальной вселенной до тех объектов, которые непосредственно окружают систему. Этот подход к анализу ситуации с точки зрения системы и окружения настолько полезен, что мы будем использовать его в оставшейся части этой главы и в следующей.
Теперь представим третью ситуацию. Предположим, что маленькая металлическая чашка с горячей водой помещена внутрь большой пенопластовой чашки с холодной водой. Предположим, что температура горячей воды изначально равна 70°С, а температура холодной воды во внешнем стакане изначально равна 5°С. И давайте предположим, что обе чашки снабжены термометрами (или датчиками температуры), которые измеряют температуру воды в каждой чашке с течением времени. Как вы думаете, что произойдет? Прежде чем читать дальше, подумайте над вопросом и придумайте какой-либо вариант ответа. Когда холодная вода нагревается, а горячая охлаждается, будут ли их температуры одинаковыми или разными? Будет ли холодная вода нагреваться до более низкой температуры, чем температура, до которой остывает горячая вода? Или по мере того, как происходит потепление и похолодание, их температура будет пересекаются ?
К счастью, этот эксперимент можно провести, и он уже неоднократно проводился. График ниже является типичным представлением результатов.
Как видно из графика, горячая вода остыла примерно до 30°C, а холодная вода нагрелась примерно до такой же температуры. Тепло передается от объекта с высокой температурой (внутренняя банка с горячей водой) к объекту с низкой температурой (внешняя банка с холодной водой). Если мы обозначим внутреннюю чашку с горячей водой как система , то мы можем сказать, что существует поток тепла от системы к окружению . Пока существует разница температур между системой и окружающей средой, между ними существует тепловой поток. Поток тепла сначала более быстрый, как показано более крутыми наклонами линий. Со временем разница температур между системой и окружающей средой уменьшается, а скорость теплообмена снижается. Это обозначено более пологим наклоном двух линий. (Подробная информация о скорости теплопередачи будет обсуждаться далее в этом уроке.) В конце концов, температура системы и окружающей среды достигает одинаковой температуры, и теплопередача прекращается. Говорят, что именно в этот момент два объекта достигли теплового равновесия.
В нашей главе об электрических цепях мы узнали, что разница в электрическом потенциале между двумя точками вызывает поток заряда вдоль проводящего пути между этими точками. Пока сохраняется разность электрических потенциалов, будет существовать поток заряда. Теперь в этой главе мы изучаем аналогичный принцип, связанный с потоком тепла. Разница температур между двумя точками вызовет поток тепла вдоль (теплопроводящего) пути между этими двумя точками. Пока сохраняется разница температур, будет происходить поток тепла. Этот поток тепла продолжается до тех пор, пока два объекта не достигнут одинаковой температуры. Как только их температуры становятся равными, говорят, что они находятся в тепловом равновесии, и поток тепла больше не происходит.
Этот принцип иногда называют нулевым законом термодинамики. Этот принцип был формализован в виде закона после того, как были открыты первый, второй и третий законы термодинамики . Но поскольку этот закон казался более фундаментальным, чем три ранее открытых, он был назван нулевым законом . Все объекты подчиняются этому закону — стремлению к тепловому равновесию. Это ежедневный вызов для тех, кто хочет контролировать температуру своего тела, еды, напитков и дома. Мы используем лед и изоляцию, чтобы сохранить холодными наши холодные напитки, и мы используем изоляцию и непрерывные импульсы микроволновой энергии, чтобы наши горячие напитки оставались горячими. Мы оборудуем наши автомобили, наши дома и наши офисные здания кондиционерами и вентиляторами, чтобы в теплые летние месяцы они оставались прохладными. И мы оборудуем эти же автомобили и здания печами и обогревателями, чтобы согревать их в холодные зимние месяцы. Всякий раз, когда какая-либо из этих систем имеет температуру, отличную от температуры окружающей среды, и не идеально изолирована от окружающей среды (идеальная ситуация), тепло будет течь. Этот тепловой поток будет продолжаться до тех пор, пока температура системы и окружающей среды не сравняется. Поскольку эти системы имеют значительно меньший объем, чем окружающая среда, будет более заметное и существенное изменение температуры этих систем.
Калорическая теория
Ученые долго размышляли над природой тепла. Вплоть до середины 19 века наиболее общепринятым понятием тепла было то, что оно связывалось с жидкостью, известной как теплотворная среда. Известный химик Антуан Лавуазье пришел к выводу, что существует две формы теплотворной способности: та, которая находится в скрытом виде или хранится в горючих материалах, и та, которая ощущается и наблюдается при изменении температуры. Для Лавуазье и его последователей сжигание топлива приводило к высвобождению этого скрытого тепла в окружающую среду, где наблюдалось изменение температуры окружающей среды. Для Лавуазье и его последователей тепло присутствовало всегда — либо в скрытой, либо в ощутимой форме. Если горячий чайник с водой охлаждался до комнатной температуры, это объяснялось потоком калорий из горячей воды в окружающую среду.
Согласно теории теплоты, тепло было веществом в природе. Это была физическая субстанция. Это было вещей . Как и все в мире Лавуазье, калорийность была законсервированной субстанцией. Подобно нашему современному взгляду на тепло, точка зрения калориста заключалась в том, что если калория выделяется одним объектом, то ее получает другой объект. Общее количество калорий никогда не менялось; оно просто переносилось с одного объекта на другой и трансформировалось из одного типа (латентного) в другой тип (чувственный). Но в отличие от нашего современного взгляда на тепло, теплород был реальной физической субстанцией — жидкостью, которая могла перетекать от одного объекта к другому. И в отличие от нашего современного представления, тепло всегда присутствовало в той или иной форме. Наконец, с современной точки зрения, теплота присутствует только тогда, когда есть передача энергии. Бессмысленно говорить о тепле как о существующем после того, как два объекта пришли к тепловому равновесию. Тепло не содержится в объекте; скорее это нечто, передаваемое между объектами. Тепло больше не существует, когда передача прекращается.
Падение калорийной теории
Хотя всегда существовали альтернативы калорийной теории, до середины 19 века она была наиболее распространенной точкой зрения. Одним из первых вызовов теории калорий выступил англо-американский ученый Бенджамин Томпсон (также известный как граф Рамфорд). Томпсон был одним из первых ученых, которым было поручено рассверливать стволы пушек для британского правительства. Томпсон был поражен высокими температурами, достигаемыми пушками, и стружкой, которая выпадала из пушек в процессе сверления. В одном эксперименте он погрузил пушку в резервуар с водой во время процесса бурения и заметил, что тепло, выделяемое в процессе бурения, способно вскипятить окружающую воду в течение нескольких часов. Томпсон продемонстрировал, что это тепловыделение происходило без каких-либо химических или физических изменений в составе пушки. Он приписывал выделение тепла трению между пушкой и буровым инструментом и утверждал, что это не могло быть результатом попадания жидкости в воду. Томпсон опубликовал статью в 179 г.8, который оспаривал представление о том, что тепло — это сохраняющаяся жидкость. Он отстаивал механический взгляд на тепло, предполагая, что его происхождение связано с движением атомов, а не с переносом жидкости.
Английский физик Джеймс Прескотт Джоуль продолжил с того места, на котором остановился Томпсон, нанеся несколько смертельных ударов по теории калорий посредством серии экспериментов. Джоуль, в честь которого теперь названа стандартная метрическая единица энергии, проводил опыты, в которых экспериментально связывал количество механической работы с количеством теплоты, переданной от механической системы. В одном эксперименте Джоуль позволил падающим грузам вращать гребное колесо, погруженное в резервуар с водой. Рисунок аппарата изображен справа (из Викимедиа; общественное достояние). Падающие грузы воздействовали на гребное колесо, которое, в свою очередь, нагревало воду. Джоуль измерял как количество выполненной механической работы, так и количество тепла, полученного водой. Подобные эксперименты, демонстрирующие, что тепло может генерироваться электрическим током, нанесли еще один удар по представлению о том, что тепло — это жидкость, которая содержится в веществах и всегда сохраняется.
Как мы подробно узнаем из следующей главы, объекты обладают внутренней энергией. В химических реакциях часть этой энергии может выделяться в окружающую среду в виде тепла. Однако эта внутренняя энергия не является материальной субстанцией или жидкостью, содержащейся в объекте. Это просто потенциальная энергия, хранящаяся в связях, удерживающих вместе частицы внутри объекта. Тепло или тепловая энергия – это форма, которой обладает эта энергия, когда она передается между системами и окружение . В тепле нет ничего материального. Это не вещество и не жидкость, которые сохраняются. Тепло – это форма энергии, которая может передаваться от одного объекта к другому или даже создаваться за счет потери других форм энергии.
Итак, температура — это мера способности вещества или, в более общем смысле, любой физической системы передавать тепловую энергию другой физической системе. Если два объекта — или система и ее окружение — имеют разную температуру, то они обладают разной способностью передавать тепло. Со временем будет происходить поток энергии от более горячего объекта к более холодному. Этот поток энергии называется теплом. Тепловой поток заставляет более горячий объект охлаждаться, а более холодный нагреваться. Поток тепла будет продолжаться до тех пор, пока они не достигнут одинаковой температуры. В этот момент два объекта установили тепловое равновесие друг с другом.
В следующей части этого урока мы рассмотрим механизм передачи тепла. Мы рассмотрим различные способы передачи тепла от объекта к объекту или даже из одного места внутри объекта в другое. Мы узнаем, что макроскопическое можно объяснить в терминах микроскопического.
Проверьте свое понимание
1. Для каждого из следующих обозначений системы и окружающей среды определите направление теплового потока как от системы к окружающей среде или от окружающей среды к системе.
Система | Окрестности | Направление теплопередачи | |
а. | Гостиная (T=78°F) | Наружный воздух | |
б. | Гостиная | Чердак | |
в. | Чердак | Наружный воздух |
2.