Наприклад, потрібно нагріти розчин кухонної солі, що містить 25%, від 0 до 70 °, і нехай кількість цього розчину дорівнює 10 тис. Кг, або 10 т. Наводжу в цьому випадку, як і в багатьох інших стану наводити, метричні міри, тому що з ними найзручніше робити всякого роду розрахунки. Раджу і вам у всіх ваших розрахунках вживати метри, кілограми і тому подібні метричні одиниці, тому що при них всі розрахунки зводяться на найпростіші дії хоча б тому, що поділ на частини тут десяткове, як в рахунку цифрами. Знайшовши деяку величину, виражену метричними одиницями, легко перейти від неї до звичайних нашим російським ваг і мір. Так, наприклад, 10 тис. Кг складають 10 метричних т. Кожна метрична тонна ваги відповідає 61 пуду, отже 10 тис. Кг відповідають 610 пуд. Вживання метричних заходів при розрахунках, які стосуються теплоти, тому особливо корисно, що в більшості посібників і довідкових книг даються числа, вже засновані на цих одиницях. Так, наприклад, теплоємність, приховане тепло і тому подібні термічні властивості тел даються по відношенню до стоградусной термометру Цельсія, а не термометру Реомюра. У довідкових книгах ви знайдете, що теплоємність 25% -го розчину кухонної солі близька до 0,8, а тому кількість тепла, яке потрібно для нагрівання 10 тис. Кг на 70 °, так само 0,8x70x10000, або 560 тис. Кал - звичайно кілограмових. І нехай дадуть паливо каменноугольное, розвиваюче 8 тис. Кал, корисна дія якого дорівнює 4 тис. Кал. Очевидно, що для нагрівання треба витратити в нашому випадку близько 560 000/4000, або 140 кг даного вугілля, або близько 1/70 ваги розчину. При нагріванні передана теплота, так би мовити, очевидна.
При плавленні і випаровуванні вона, як то кажуть, ховається, т. Е. Температура не підвищується, а тим часом витрата тепла відбувається і необхідна його витрата. Сутність цієї витрати тут залежить від того, що плавлення і кипіння складають зміну стану речовини, а зміна стану речовини не може відбутися без внутрішнього руху і супроводжується понад те зовнішнім рухом; наприклад, при утворенні з води парів обсяг зростає, а отже, відбувається зовнішнє, видиме рух. З нічого не народиться рух, за доктриною, про яку була вище мова, а тому на відроджене внутрішнє і зовнішнє рух, що супроводжує випаровування і плавлення, витрачається тепло. Його-то і називають прихованим. У твердому тілі частинки розподілені інакше один біля одного і інакше рухаються, ніж в рідкому тілі, а в газоподібному стані речовина являє зовсім вже інші умови руху, ніж в рідкому. Частинки, переходячи в пар, набувають особливого, власне, самостійне рух, яке виражається в тому, що пар розсіюється в різні боки. На цей рух і на цю зміну роду руху і витрачається тепло при плавленні, перегонці або випаровуванні. Цю витрату тепла або приховане тепло висловлюють також числом калорій, або одиницями тепла. Якщо приховане тепло випаровування нафтових продуктів близько до 75 одиниць тепла, це значить, що при переході 1 вагової частини з рідкого стану в пароподібний ховається така кількість тепла, яке в змозі нагріти 1 вагову частину води від 0 до 75 °, або 75 вагових частин води від 0 до 1 °. Кожному процесу плавлення і випаровування відповідає своя чисельна величина прихованого тепла. Приховане тепло плавлення льоду 80, селітри 49, цинку 28, чавуну близько 30, свинцю близько 6. А приховане тепло випаровування води 530, спирту 200, ефіру 90, ртуті близько 60. Ці та інші числа знову ж ви можете знайти в зазначених творах 14 .
І якщо ви будете вести розрахунки про кількість потрібного палива, вам необхідно мати дані, що стосуються тих сплавляють або випаровуються речовин, які ви будете на заводі обробляти плавленням або перегонці. Чого там не знайдете, то самі визначте, хоча б і грубим досвідом, наприклад в порівнянні з водою або іншим тілом, приховане тепло і теплоємність якого добре відомі. Візьмемо для прикладу гасовий завод, перегоняющий щодня переривчастим способом по 10 m сирої нафти і відганяє тим 3 т гасу. Питається, скільки він спалить палива, якщо не стане піклуватися, бо так і роблять, ні про безперервній гонці, ні про користування теплом, що полягає в парах і залишках? Знайти наближену цифру легко, якщо знати, що отгонка гасу починається тоді, коли нафта в кубі нагріта близько 150 °, а закінчується вона, коли залишки будуть нагріті близько 360 °. Очевидно, що під час перегонки середня температура парів буде близько 250 °. Вважаючи теплоємність нафти і її парів равною 1/2, а приховане тепло випаровування приймаючи за 70 калорій, отримаємо, якщо нафта взята була при 0 °, що в парах піде 3x250x1 / 2 (число тонн пара, середня різниця температури і теплоємність) +3 ><70 (число тонн и скрытое тепло), или 375+210 = 585 тонновых калорий. Но тепло пойдет еще на нагревание 7 т остатков от 0° до 350°, на что израсходуется 7x350x1/2, или 1225 калорий, да на нагревание печи и куба, массу которых примем только за 3 т (в действительности больше) и теплоемкость за 1/10, а потому расход тепла на это равен 3x250x1/10 или 105 тонновых калорий. В сумме потребуется 375 + 1225 + 105, или около 1700 тонновых калорий тепла от топлива. Сумму [1705] мы приняли за 1700 потому, что разность составляет лишь очень малую долю всего тепла, а такой точности в числах для теплоемкости, скрытого тепла и температур в нашем приближенном расчете нет.
Щоб доставити 1700 тоннових калорій на добу, треба спалити, судячи з іншим неминучих втрат опалення, лучеиспускания, диму, не менш, як така кількість палива, яке доставляє 3400 кал. А як тонна хорошого кам'яного вугілля дає близько 8 тис. А тонна нафти або залишків - трохи менше 12 тис. Кал, то для звичайної переривану перегонки на гас Ют нашої нафти в сумі треба витрачати трохи менше 1/2 m кам'яного вугілля або менше 1 / 3 т нафтових залишків. Ближче цей останній дорівнює 34/120, або 17/60 т. Це становить витрата в 17 пуд. залишків на 180 пуд. гасу, або на 600 пуд. нафти. Отже, 100 пуд. нафти, цим способом оброблювані, дадуть 30 пуд. гасу і 70 пуд. залишків, але з них витратиться не менш 3 пуд. як паливо. Насправді джгут більше, не кажучи вже про поганих заводах, навіть на упорядкованих, але менше 3 пуд. не можна вже при цьому витратити. Очевидно, тут можлива економія і дуже значна. Вона вже досягнута, як я опишу, коли буду говорити окремо про перегонці нафти. Ми побачимо навіть, що гас можна відігнати, майже нічого не витрачаючи палива, якщо вміти користуватися теплотою, що буря в залишках. Побачимо, що цього дійсно з зручністю можливо досягати. Взагалі треба не забувати, що приховане тепло повертається назад при зворотному переході, наприклад з пароподібного стану в рідке або з рідкого у твердий. Цим повернулися теплом можливо скористатися в безлічі випадків, подібно до того як м'ятим паром або тими водяними парами, які працювали вже в паровій машині, є можливість користуватися для цілей нагрівання, наприклад для опалення осель, для попереднього підігрівання води і інших цілей. Хоча фізичні зміни речовин і складають неминучу приналежність безлічі заводських підприємств, але сутність їх у всякому разі визначається хімічними перетвореннями або тими пологами зміни речовин, які ведуть до отримання нових тіл, які не були спочатку. Хімічні ж процеси відбуваються тільки при певних межах температури. Є такі температури, при яких речовина саме по собі або два речовини, наведені в повне взаємне дотик, анітрохи хімічно не змінюються. Так, наприклад, водень з киснем, що становлять воду, при звичайній температурі можуть залишатися безмежно довгий час, не утворюючи води.