Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)

Теплово'й эквивале'нт рабо'ты, количество теплоты, энергетически эквивалентное единице работы, если за счёт совершения работы увеличивается внутренняя энергия физической системы. Понятие Т. э. р. применяют в тех случаях, когда работа и количество теплоты измеряются в разных единицах. Значение Т. э. р. обратно значению механического эквивалента теплоты и равно 0,239 кал/дж.

Тепловой эффект реакции

Теплово'й эффе'кт реа'кции, алгебраическая сумма теплоты, поглощённой при данной реакции химической , и совершенной внешней работы за вычетом работы против внешнего давления. Если при реакции теплота выделяется или работа совершается системой, то соответствующие величины входят в сумму со знаком минус. При постоянных температуре и объёме Т. э. р. равен изменению внутренней энергии реагентов DU, а при постоянных температуре и давлении — изменению энтальпии DН. Т. э. р. выражается обычно в кдж или ккал и определяется тем количеством молей реагентов, которое соответствует стехиометрии реакции. Для отдельных типов химических реакций вместо Т. э. р. используют специальные (сокращённые) термины: теплота образования , теплота сгорания и т. п.

  Т. э. р. зависит от температуры и давления (или объёма): зависимость от температуры выражается Кирхгофа уравнением . Для сравнения Т. э. р. и упрощения термодинамических расчётов все величины Т. э. р. относят к стандартным условиям (все реактанты находятся в стандартных состояниях ). Данные по Т. э. р. получают непосредственно (см. Калориметрия ) либо при изучении равновесия химического при различных температурах, а также путём расчёта, например по теплотам образования всех реагентов. При отсутствии исходных данных они могут быть оценены с помощью приближённых методов вычисления, основанных на закономерных связях между теплотами образования (теплотами сгорания) и химическим составом веществ. Т. э. р. важны для теоретической химии и необходимы при расчётах равновесных составов смесей, выхода продуктов реакций, удельной тяги топлив реактивных двигателей и для решения многих других прикладных задач (см. Термодинамика химическая ).

Тепловыделяющий элемент

Тепловыделя'ющий элеме'нт ядерного реактора (ТВЭЛ), один из основных конструктивных узлов реактора, содержащий ядерное топливо , размещается в активной зоне реактора. В Т. э. протекает ядерная реакция деления топлива, в результате которой выделяется тепло, передаваемое теплоносителю . Т. э. состоит из сердечника и герметизирующей оболочки.

  Сердечник Т. э., кроме делящегося вещества (например, ²³³ U, ²³⁵ U, ²³⁹ Pu), может содержать «сырьевое» вещество, обеспечивающее воспроизводство ядерного топлива (²³⁸ U,²³² Th). Материал для сердечника может быть получен в виде металла, металлокерамики или керамики. Металлические сердечники изготовляют из чистых урана, тория или плутония или из их сплавов с другими металлами (например, с Al, Zr, Cr, Zn). Металлокерамические сердечники получают, например, из U и Al путём прессования смесей их порошков (опилок, гранул). Керамические сердечники представляют собой спечённые или сплавленные окислы или карбиды (например, UO₂ , ThC₂ ). Металлокерамические и керамические сердечники, а также сердечники из сплавов наиболее полно отвечают предъявляемым к материалу сердечника высоким требованиям по механической прочности, а также по неизменности физических свойств и геометрических размеров в условиях высоких температур и интенсивного нейтронного и g-излучения. Поскольку, однако, в такого рода сердечниках существ, объём занимает наполнитель (вещество, атомы которого не участвуют в процессе деления и воспроизводства ядерного топлива), то в них используется ядерное топливо с повышенным обогащением (например, с содержанием ²³⁵ U до 10% и более). Наполнитель, как правило, обладает небольшим сечением поглощения нейтронов, но иногда в материал сердечника включают небольшие добавки металлов, интенсивно поглощающих нейтроны (например, Mo), если это приводит к повышению стойкости сердечника по отношению к тепловым и радиационным воздействиям.

  В распространённых энергетических реакторах, работающих на слабообогащённом уране, наиболее часто применяют керамические сердечники из спечённой двуокиси урана, которые не деформируются при глубоком выгорании топлива. К тому же UO₂ не реагирует с водой; вследствие этого разгерметизация Т. э. в реакторе с водяным охлаждением не приводит к попаданию урана в теплоноситель.