Молекулы более нагретого тела теряют часть своей кинетической энергии, при этом нагретое тело будет остывать. Кинетическая энергия молекул холодного тела возрастает, поэтому температура этого тела будет увеличиваться. В конечном итоге кинетические энергии молекул обоих тел сравняются, и температуры тел станут одинаковыми. На этом теплообмен прекращается.
Повторим формулу расчета количества теплоты получаемого телом при нагревании или при охлаждении
Изучение новой темы.
1. Теплоизолированные системы и их свойства
На этом уроке мы продолжим знакомство с тепловыми явлениями. Сейчас мы поговорим об уравнении теплового баланса.
Речь идёт о законе сохранения энергии для тепловых процессов, которые протекают в теплоизолированных системах, которые мы для краткости в дальнейшем будем называть просто: изолированными системами. Теплоизолированные системы изолированы от воздействия внешней среды.
Тела, участвующие в теплообмене, представляют собой термодинамическую систему. Термодинамическая система называется теплоизолированной, если она не получает энергию извне и не отдаёт её; теплообмен происходит только между телами, входящими в эту систему.
Тела, участвующие в теплообмене, представляют собой термодинамическую систему. Термодинамическая система называется теплоизолированной, если она не получает энергию извне и не отдаёт её; теплообмен происходит только между телами, входящими в эту систему.
Пример изолированной системы – термос (рис. 1). Поместив в термос предмет, мы практически изолируем его от теплового воздействия внешней среды.
Рис. 1. Термос
Рассмотрим теплоизолированную систему.
В ней 
, то есть, теплообмен и совершаемая работа происходят только между телами данной системы. Грубо говоря: тела данной системы не передают и не получают тепла от тел, не принадлежащих данной системе.
, то есть, теплообмен и совершаемая работа происходят только между телами данной системы. Грубо говоря: тела данной системы не передают и не получают тепла от тел, не принадлежащих данной системе.
Для любой теплоизолированной системы тел справедливо следующее утверждение:количество теплоты, отданное одними телами, равно количеству теплоты, принимаемому другими телами.
Qотд. = Qполуч.
Это утверждение описывает частный случай закона сохранения и превращения энергии в применении к процессу теплообмена. А формула (5) является одним из видов уравнения теплового баланса.
При решении задач с помощью данного вида уравнения теплового баланса в формуле (1) в качестве t2 следует брать большую температуру, а в качестве t1 – меньшую. Тогда разность (t2– t1) будет положительна и всё произведение cm(t2–t1) также будет положительным. Все теплоты, отданные и полученные, будут положительными.
Уравнение теплового баланса можно записать и в таком виде:
Q1+ Q2+…+ Qn= 0,
где n – количество тел системы.
Алгебраическая сумма всех количеств теплоты (поглощенных и выделенных) в теплоизолированной системе равна нулю.
Q1, Q2, …, Qn – это теплоты, поглощаемые или выделяемые участниками теплообмена. Очевидно, что в этом случае какие-то теплоты должны быть положительны, а какие-то – отрицательны. При записи уравнения теплового баланса в виде (6) всегда t2 – конечная температура, а t1 – начальная.
Если тело нагревается, то разность (t2 – t1) положительна и все произведение cm(t2 – t1) положительно. То есть Q > 0 тогда, когда теплота к данному телу подводится.
А если t2 < t1 (тело остывает), то разность (t2 – t1) отрицательна, то есть Q < 0. В этом случае тело энергию выделяет.
Если при фазовом переходе энергия к телу подводится (плавление, кипение), то Q > 0; если тело выделяет энергию (кристаллизация, конденсация), то Q < 0.
"Уравнение теплового баланса."
Комментариев нет:
Отправить комментарий