Вы запутались.
"но при превращении, часть энергии теряется (II закон)" - энергия никуда не теряется - сакон сохранения энергии.
Я не представляю как спорить по очевидному вопросу.




Я не понимаю ваши высказывания о том куда тратится энергия. Физику процесса я понимаю и доказывал это и на словах, и на картинках и на схемах. Чего от вас так и не добился. Хотя бы даже на словах.
Вы так и не объяснили, куда с ваших слов расходуется энергия, которая не идет на нагрев помещения.

Ну-у, седьмая страница "идёт".

И ещё не вечер...

Ну, Вы достали! Консерватизм мышления совсем мозги заклинил. См. пост. 148. На этих сопротивлениях, и др. не указанных элементах, она и расходуется. Это ж ясно даже школьнику. Учите мат. часть внимательно. *****

?

Энергия никуда не может исчезнуть или появиться из ниоткуда, она может толко переходить из одной формы в другую (см. закон сохранения энергии).

Поэтапно:

1) В электронагревателе (ТЭН) происходит преобразовавание электрической энергии в тепловую. 100% электрической энергии переходит в тепловую. Ну таков закон сохранения энергии, тут ничего не поделаешь.
Согласны?

2) Тепловое сопротивление тела - способность его препятствовать теплопередаче.
ТЭН портебляет электроэнергию, которая превращается в тепловую, при этом повышается температура ТЭНа, так как его тепловое сопротивление препятсвует передаче. Температура его повышается до тех пор пока выделяемая в нем мощность не сравняется с его отдаваемой тепловой мощностью окружающему воздуху.
Согласны?

3) На тепловом сопротивлении не расходуется тепловая энергия. Нет даже такого понятия в физике. Происходит теплопередача от более нагретого тела к менее нагретому.
Если бы часть этой энергии не поступало в помещение, то она должна была бы преобразовываться в другую форму, совершать какую то работу, либо бесконечно повышать температуру ТЭНа.
Не, не согласны? Тогда покажите хоть одну физическую формулу, в которой тепловое сопротивление каким то образом влияет на КПД нагревателя. Хоть намек.

Уважаемый KGP1.
Рисунок с водяной моделью я привёл для очевидности, что никакая часть производимого нагревателем тепла (воды) не может никуда деться, кроме как через наружную стену в окружающую среду.
Тем не менее в Вашем рассуждении есть совершенно здравое зерно, которое я сейчас покажу.
Указываемая Вами эффективность появляется при циклическом процессе нагрева.
Пример:
Раз в неделю я приезжаю на дачу, включаю электрообогреватель, живу на даче 2 дня, выключаю обогреватель и уезжаю. Считаем уличную температуру неизменной 0С (273,15К). Включённый обогреватель поддерживает на даче температуру 20С.
Для простоты будем считать корпус обогревателя невесомым. Сам нагревательный элемент имеет массу М=3кг , теплоёмкость Q=1000.
Теперь рассмотрим два варианта:
Вариант1. Корпус обогревателя имеет малую теплопроводность, и при работе нагреватель имеет температуру 100С.
Вариант2. Корпус обогревателя имеет хорошую теплопроводность, и при работе нагреватель имеет температуру 50С.
При варианте 1 после моего отъезда обогреватель остынет вместе с дачей и отдаст тепловую энергию М*Q*(dT)=3*1000*(100-0)=300000Дж. Эта энергия была затрачена на его первоначальный нагрев, а теперь безвозвратно потеряна (Сама дача остыла бы и так).
При варианте 2 обогреватель остывая отдаст тепловую энергию М*Q*(dT)=3*1000*(50-0)=150000Дж.
Как мы видим, во втором варианте при использовании обогревателя с более теплопроводным корпусом непродуктивные потери энергии меньше на 150000Дж.
Таким образом каждую неделю (при каждой поездке на дачу) 150000Дж чистой экономии.
Поскольку я включаю обогреватель заходя на дачу, а выключаю выходя, время работы обогревателя неизменно (соответственно и затраты электроэнергии), а эффективность заключается в том, что комфортная температура 20С на даче была достигнута с обогревателем 2-го типа на одну минуту раньше (обогревателю не пришлось догревать свой нагреватель с 50С до 100С).
Т.е. повышение эффективности доказана.
И что теперь скажут скептики?

п.1 и п.2 упоминались в теме неоднократно и никто их не оспаривает. Вы их повторяете, что бы с доверием отнеслись и к п.3? Не, не прокатит. Законы термодинамики противоречат выводам по п.3. Об этом неоднократно повторялось в теме и повторять это уже надоело. Вкл. мозг, и либо примите мнение других, либо оставайтесь при своем, которое и доказывает 100% КПД нагревателей.

Ну наконец- то вернулись к теме. Ваш пример характерен, поскольку все электронагреватели работают циклическом режиме поскольку их тепловая нагрузка - величина переменная. И очень важным моментом является способность электронагревателей реагировать на изменение нагрузки, для поддержания температуры в помещении. Постоянная времени регулирования должна быть не меньше постоянной времени изменения нагрузки. Для этого требуется мощность нагревателя больше расчетной при покрытии увеличения нагрузки до максимальной. Однако, за счет инерционности нагревателя, эта избыточная мощность будет снижать энергоэффективность при уменьшении нагрузки. Эта проблема решается за счет использования в нагревателях различных способов преобразования электрической энергии в тепловую и ее передачи. К сожалению, тему захламили неотносимыми вопросами - вопросами по ликбезу.

Мнение других это кого? Это ведь вам все пытаются открыть глаза на очевидные вещи, я бы даже сказал на фундаментальные основы физики.
А вы гнете свою линию без каких либо даже попыток объяснения.

Опять фантазии на тему. Ни одного доказательства, только общие фразы типа фундаментальные основы. В теме объяснений достаточно, а вот ваших по существу темы нет. Фундаментальные основы надо уметь правильно применять, но не всем это дано. Похоже вы точно обучались по спец. литературе, типа ******

Закон сохранения энергии , это в общем то не закон. Это свойство окружающего мира, ымперическое.

Скептики скажут, что при варианте 2, теплоемкость обогревателя меньше,чем при варианте 1. Кол-во тепловой энергии - одинаково!

Ищё разбираются?
Это хорошо.
Надо разобраться

Теплоёмкость в обоих вариантах одинакова, это исходные данные. Температура нагрева нагревательного элемента во 2-м варианте ниже, потому и тепловой энергии на разогрев 2-го нагревателя до рабочей температура потратится меньше.
Кстати, можно аналогично сэкономить на обогреве, переставив неиспользуемую мебель и прочие предметы из отапливаемой комнаты в сарай. Я тут, понимаешь, грею пару лишних табуретов, а потом они остывают даром, после моего отъезда.
Минимализм японской дачи с одними циновками при циклическом обогреве/остывании реально снизит тепловые затраты на разогрев помещения до комфортной температуры.

...И Земля круглая. Никто это не оспаривает. А тепловой поток будет разный.
Почувствуйте разницу:
Теплоемкость – свойство материала поглощать тепло при нагревании и отдавать при охлаждении.
Теплопроводность – способность материала проводить тепловой поток через свою толщину при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал.

Осмелюсь робко спросить

Это из учебника?

Осмелюсь робко ответить:-"Нет". И еще более робко спросить:-"Откуда этот вопрос?" Только не отвечайте, что от верблюда...

Уточняю:
Не от верблюда
От ЁЖика

Очень ценная для темы инфа.

Инфы не было.

Повтор
Откуда взяли определения теплоёмкости и теплопроводности?

$100 и деньги вперед.

Тема переезжает в мусорку

Весьма "мудрое" решение при таком интересе к теме (см. колич. просмотров). Сами решили или кто подсказал?
Полезнее было бы фильтровать мусор в теме. Хотя администратору форума решать, как надо.

Уж коль тема оказалась в мусорке, и учитывая интерес к ней не спецов форума. Попробую выразить мысль общепонятным образом, т.е. на пальцах.
Итак. Э/э в виде тока пробразуется в тепловую. Так в обычных нагревателе:маслонаполенном, в открытым нагревательным элементом с обдувом и без э/ток как направленный поток электронов, протекая через элемент, воздействуя механически на его молекулы, изменяя интенсивность их колебаний, т.е. нагревает его, т.е. преобразует э/э в т/э. Это можно сравнить с эффектом изменения скорости движения связанных в виде кристаллической решетки тенисных шариков(пусть красных), которые начинают сильно трясти. В нагревательных приборах полученная тепл.энергия не может оставаться в нагревательном элементе и она передается в окружающую ее среду. Теплопередача осуществляется путем теплопроводности, конвекцией и эл. магн. излучением. Нагревательный элемент в масляном нагревателе окружает для простоты масло. Для понимания на пальцах процесса передачи погрузим красные шарики в другие шарики(желтые), но более тяжелые. Колебания красных шариков будут передаваться желтым. Это и есть процесс аналогичный теплопередаче. Масляные нагреватели обычно используют для нагрева воздуха в помещении. Продолжая аналогию, поместим над красными и желтыми шариками другие более легкие шарики(зелеными) и их объемное количество будет небольшим. желтые шарики будут двигать зеленые, часть из которых будут подпрыгивать и опускаться. а другая будет находиться вблизи желтых. Как распределится при этом полученная э/энергия. Часть ее пойдет на создание колебаний определенного количества:красных шариков, а другая - желтых, а третья - зеленых. Присоединение каждой последующей группы шариков к другой приведет к снижению интенсивности движения предыдущей. В конечном счете нас интересует интенсивность движения зеленых шариков, т. е. температура в помещении или полезная энергия, т.е количество движений зеленых шариков(мощность теплового потока). Очевидно, что это количество зависит не только от интенсивности первоначальной тряски красных шариков(мощности э/э и преобразованной в тепловую), но и от количества и веса: красных, желтых и зеленых шариков.
При преобразовании часть энергии затрачивается на нагрев самого элемента. Если бы нагревательный элемент находился в вакууме, то ее часть поступала бы на нагрев самого элемента(красных шариков), а другая, в виде лучистой в вакуум.
Таким образом, утверждение некоторых специалистов, что вся э/э потребленная электронагревателем пошла на обогрев помещения(движение зеленых шариков) и КПД электронагревателя равен 100%, несостоятельно.

Вспомнил старый анекдот.

Приходит русский мужик к еврею и просит рубль в долг.
Еврей говорит: "Хорошо, но ты должен будешь мне отдать два рубля".
Русский соглашается.
Тогда еврей говорит: "Ну, я же не могу дать тебе деньги без залога - оставь мне пока свой топор". Русский оставляет топор, получает рубль и собирается уходить.
Тут еврей говорит: "Погоди, ведь тебе, наверное, потом очень тяжело будет мне сразу весь долг отдать. Ты сейчас отдай рубль, а потом ещё один занесёшь".
Русский подумал, согласился и отдал рубль.
Выходит от еврея и думает: "Интересное дело: топор отдал, рубль отдал, рубль ещё должен остался, и всё, вроде бы, правильно..."

Если подумать, что никаких шариков нет, а в атоме 99,999% пустота, так что же трясется ?

А если подумать не о пустоте или не впустую и предложить иную доступную для нас не спецов версию происходящих процессов? Что, слабо?

https://ru.wikipedia.org/wiki/Фундаментальные_взаимодействия

Ну, вот первая пыль, пока не мусор, не заставили себя долго ждать.

Мусорка так мусорка. Нас и здесь не плохо кормят )



Да, затрачивается, до тех пор, пока нагреватель не достигнет равновесной температуры. Как долько достигается равновесие, весь тепловой поток идет в помещение.

По вашим словам, для поддержания температуры нагревателя, условно равной 60 °С, последний непрерывно отбирает на себя часть теплового потока, т.е. энергии.

Допустим 90% идет в помещение, а 10% на нагрев нагревателя.

Но возникает тогда вопрос, зачем нагревателю нужно постоянно сообщать эти 10% энергии теплового потока?
Он имеет теплоемкость, для нагрева его до некоторой температуры нужно определенная порция энергии. Условно, для нагрева его до 60 °С необходимо условно 1кВт в течение 10 мин. Почему же тогда эти 10% затрачиваются на нагреватель постоянно??

Просто вы оспариваете закон сохранения энергии, как вы этого не поймете.

КПД применимо к системам в которых:

1) часть энергии преобразуется в полезную энергию, а часть энергии теряется в виде тепловой
примеры:
- двигатель внутреннего сгорания: механическая энергия + тепловые потери
- лампа накаливания: световой поток + тепловые потери

2) часть тепловой энергии идет по целевому назначению, а часть тепловой энергии теряется в окружающую среду
примеры:
- бойлер: тепловая энергия на нагрев воды + потери тепла через теплоизоляцию в окр. среду
- электрическая печка: полезное тепло идет на нагрев кастрюли + потери тепла на нагрев печки и оружающей среды


К тепловому же электронагревателю для обогрева помещения, который находится внутри самого помещения понятие КПД применять бессмысленно.
Сам процесс преобразования электричества в тепло имеет 100% эффективность, вы с этим ведь согласны.

Всё, внутри системы тепло выделилось, оно не может никуда исчезнуть, вся теплота, которая была передана нагревателю, т.е. повышение внутренней энергии, будет передана окружающему воздуху.
Нет такого закона природы, по которому теплота куда то исчезает.


P.S.
Даже задачки по физике такие есть:
а) Сколько энергии нужно затратить на нагрев железного бруска с такими то размерами
б) В сосуд с водой такой то температуры положили железное тело с такими то размерами, такой то температуры, рассчитать установившуюся температуру воды и тела

Решив задачи а) и б) станет понятно, что энергия ни на какую теплопередачу не тратится.

А какой смысл, если любое описание реальности ,будет всего лишь попыткой описания реальности.
а все же что там нагревается , если 99,999% атома пустота ?
кстати упущен важный момент. каждый электрон окружает облако виртуальных частиц вакуума. чтои з это следует ?
Низнаю. Надо подумать.

Так поднимитесь выше. Например к молекулам, кристаллическим решетками диполям, образующим материалы. Материаловедение изучали? Тогда Вы тут точно лишний, если по - Вашему вокруг нас, как и вокруг атома, пустота?

сам атом пустота на 99,999%, оставшиеся 0,0001% физические поля (?) А что есть электрон на самом деле , шарик ? так это неправда .

...Или вокруг нас, как и вокруг атома, пустота?... Похоже Вы недалеки от истины.

Какие глубокие познания. А кто доказал, что электрон не шарик? Я же предложил выше, изложите Вашу версию теплопередаче.


А вы похоже вообще не в теме. Ау.

квант энергии переводит электрон на более высокий уровень, потом он сам испускает квант лучистой энергии, мине такое объяснение больше нравится.
а модель с шариками , например, совершенно не работает при попытке объяснения сверхпроводимости.
электрон механически ... ну самим то не смешно

И да, KGP1, хотел спросить у вас, вот про потери при теплопередаче, о которых вы пишите, это ваша личная теория / предположения или где то читали?

Прочитал конечно, я люблю такое читать. за точность не ручаюсь . но про шарики как то сильно для дошкольников.

упс вопрос то не мне был , извиняюсь.

Зато доходчиво для специалистов форума.
Однако, если не устраивает приведенный пример процесса теплопередачи, в котором затраченная энергия, кроме нагрева воздуха в помещении идет на увеличение внутренней энергии нагревательного элемента и теплоносителя(масла) нагревателя, изложите Ваше видение противоположное указанному, пусть даже на основе близкой к истине квантовой теории. К стати, правильнее по теории будет - электрон излучает квант при переходе на более низкую орбиту. Но суть не в этом.



см.пост.223 Для того, что бы шарики постоянно находились в движении их надо постоянно раскачивать,т.е затрачивать на них часть потребленной энергии. А по вашему - один раз в переходный период разогрева качнули и этого достаточно. Температура в помещении достигла нужного значения. Но для ее поддержания во времени требуется шарики двигать постоянно. Вы походу не видите разницы в мощности и энергии, а это серьезное заблуждение. Еще ранее Вам на это tiptop указывал.

Вы заблуждаетесь. Для того чтобы нагреть полностью изолированное тело до определенной температуры достаточно качнуть энергии и всё. После этого тело будет бесконечно долго поддерживать данную температуру. Естественно при условии отсутсвия теплопотерь.
То же самое относится и к комнате. Если устанить все потери в окружающую среду достаточно один раз нагреть комнату.

В реальности есть теплопотери, так вот мощность нагревателя как раз и компенсирует их.




Да вижу я, вижу разницу. Просто не думал, что кто то придерётся, если я напишу кВт вместо кВтч

Здесь такие случаи не рассматриваются, а потому доказательства Ваши не относимые. Так как же мой вопрос выше (на примере шариков)? Или вечный двигатель по теории сохранении энергии?

А что шарики?

Если комнату или радиатор изолировать, нагреть и выключить, то они температуру будут держать ооочень долго.
Т.е. шарики будут колотиться вечно.
Согласны? Термос тому подтверждение.

Если изоляцию убрать, то температура начнет падать, шарики начнут затухать. Но температура ведь не просто так падает и шарики затухают, шарики передают свою энергию соседним шарикам. И температура соседнего вещества начинает повышаться. Происходит теплопередача и возникает температурный поток.

Теперь для компенсации падения температуры нагревателя/комнаты необходима подпитка дополнительной энергией.

Всё логично, что не так?

Но вопрос не в этом. Вы утверждаете, что всю 100% преобразованной энергии получают зеленые шарики и что не зависимо от теплопроводности желтых шариков вся энергия переходит зеленым нигде не теряясь. Докажите это на шариках.

На примере вашей модели шариков доказать не представляется возможным.

Если сменить модель, то можно.


Есть две герметичные ёмкости, маленькая и большая, соединенные меджу собой тонкой трубкой, большая емкость также имеет маленькое отверстие.
В малую ёмкость компрессором накачивают воздух.

Аналогии:
Объем малой ёмкости - теплоемкость нагревателя
Объем большой ёмкости - теплоёмкость комнаты
Давление в малой ёмкости - температура нагревателя
Давление в большой ёмкости - температура комнаты
Атмосферное давление - температура окружающей среды
Диаметр соединительной трубки - тепловое сопротивление нагреватель-комната
Диаметр отверстия большой ёмкости - тепловое сопротивление комната-окружающая среда
Подача воздуха [м3/мин] - мощность [кВт] или тепловой поток

Да вроде дальше и рассказывать нечего и так всё понятно как ведет себя система.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А то, что воздух никуда не ушел - это 100% КПД. Да и модель трудна для понимания, ск-ко доп. вопросов может быть, если с шариками тяжело.

С шариками тяжело, потому что модель шариков не описывает законы или параметры. В модели должны быть всегда зеркальные параметры, например температуре должен соответсвовать какой то параметр модели, потоку мощности должен соотвествовать какой то параметр и т.д.
А так по шарикам выходит, что температура - это степень колебания шариков, тепловой поток вообще не ясно как представить.


Ну а если все подитожить, то камнем предкновеня у вас является то, что вы считаете, что при теплопередаче происходит потеря энергии.

Как я выше говорил, есть примеры здач в физике подтверждающих, что это не так:
Например в сосуд с водой температурой Т1 положили объект температурой Т2, требуется рассчитать установившуюся температуру.

В решении такой задачи используются Т1, Т2, теплоемкости С1, С2 и объемы/массы V1, V2. Если бы при теплопередаче происходила потеря энергии то этих данных было бы недостаточно.

А аналогия с э/цепью почему не подходит? Температура Т1 нагревателя - это U1 термосопротивление(изолятора) - резистор R1. Т2 температура на поверхности отопителя U2. Воздух - термосопротивление - R2. Температура стены Т3- U3. Получили последовательную э/цепь. U1-U3 напряжение приложенное к цепи состоящей из R1 и R2. В результате возникает ток, который на резисторах создает падение напряжения(температуры). Однако, если в эл цепи на резисторах выделяется, рассеивается мощность, а в течение времени - энергия, то почему бы по аналогии этой энергии не расходоваться при теплопередаче?

Всё верно. Но в электрической цепи на резисторе возникает падение напряжения U и выделяется мощность P = UI, т.е. происходит преобразование электрической энергии в тепловую.

А в тепловой цепи на термосопротивлении преобразования энергии не происходит.
Поток тепловой мощности - это эквивалент тока I в электрической цепи. На тепловом сопротивлении происходит падение температуры, но произведение падения температуры на поток мощности бессмысленная величина.

Электрическую цепь используют для аналогии с тепловыми процессами (и не только), потому что уравнения, описывающие процесс, те же самые и соответственно можно использовать тот же мат. аппарат и программы моделирования + электрикам понятнее.

Я тут ещё одну модель хотел предложить.
Приезжает на стройку мастер по установке окон. Ему нужно вылить в оконные проёмы 100 л монтажной пены из баллончиков. Для работы он пользуется пистолетом.
Он подключает к пистолету первый баллон, нажимает на курок, и из баллончика начинает поступать пенообразователь.
Первые 5 см2 заполняют ствол пистолета, после этого пенообразователь начинает выходить из ствола пистолета в оконный проём.
Когда закончится первый баллон, окажется, что из ствола вышло 995 см2 пенообразователя (5 см2 осталось в стволе пистолета).
Мастер ставит второй баллон, и при его использовании из пистолета выходит 1000 см2. Ставит третий - опять выходит 1000 см2. И так до конца смены.
Т.е. для обеспечения работы пистолета нужно однократно создать в стволе запас пены 5 см2, а потом он работает без потерь, отдавая всю получаемую от баллона пену в окно.
Так же и обогреватель. Ему для работы нужно однократно получить порцию тепловой энергии для разогрева до рабочей температуры, а потом он может вечно работать, передавая без потерь всю получаемую энергию обогреваемому помещению.

Кстати, вот есть 2 интересные задачи.

Задача 1
Имеется изолированная ёмкость воды, емкость разделена теплопроводящей перегородкой на две равные части. В одной части ёмкости вода нагрета до 50 градусов, во второй части до 0 градусов. Какая будет общая температура воды после уравнивания температур? Рассчитать изменение внутренней энергии системы до и после уравнивания температур.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Задача 2
Имеется два одинаковых конденсатора. Конденсатор С1 заряжен до 50В, конденсатор С2 заряжен до 0В. В определенный момент времени конденсаторы замыкаются между собой через резистор R1. Определить напряжение на конденсаторах после переходного периода а также изменение запасенной энергии.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Эти две задачи очень идентичны и даже описываются общей электрической схемой. Очевидно, что после переходного процесса установившаяся температура воды будет 25 °С, а напряжение на конденсаторах будет 25В. Вот график:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А вот по внутренней энергии будет любопытный результат.

Удельная теплоёмкость воды имеет размерность кДж/кг °С. Пусть каждая часть воды имела массу 1 кг, тогда внутренняя энергия до уравнивания температуры (1 кг х 50 °С) + (1 кг х 0 °С) равна внутренней энергии после уравнивания температуры (2 кг х 25 °С).

С конденсаторами вроде должно быть также, но нет.
Энергия запасенная в конденсаторе = (C x U^2)/2

Энергия до замыкания: (1Ф х 50В^2)/2 = 1250Дж (конденсатор C1).
Энергия после замыкания: 2 х (1Ф х 25В^2)/2 = 625Дж (конденсатор C1 + С2).

После замыкания конденсаторов запасенная энергия уменьшается в 2 раза. Остальная энергия выделяется в виде теплоты на резисторе R1.