32. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

Теплообмен.

Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называется теплообменом или теплопередачей. Теплообмен происходит между телами, имеющими разную температуру. При установлении контакта между телами с различной температурой в результате взаимодействия атомов или молекул на границе соприкосновения тел происходит передача части внутренней энергии от тела с более высокой температурой к телу, у которого температура ниже.

Энергия, переданная телу в результате теплообмена, называется количеством теплоты.

Удельная теплоемкость.

Если процесс теплопередачи не сопровождается работой то на основании первого закона термодинамики количество теплоты равно изменению внутренней энергии тела

Средняя энергия беспорядочного поступательного движения молекул пропорциональна абсолютной температуре. Изменение

внутренней энергии тела равно алгебраической сумме изменений энергии всех атомов или молекул. Число атомов или молекул пропорционально массе тела, поэтому изменение внутренней энергии тела и, следовательно, количество теплоты пропорционально его массе и изменению температуры

Коэффициент пропорциональности в уравнении (32.1) называется удельной теплоемкостью вещества:

Единица удельной теплоемкости . Удельная теплоемкость показывает, какое количество теплоты необходимо для нагревания 1 кг вещества на 1 К.

Удельная теплоемкость вещества не является его однозначной характеристикой. В зависимости от условий, при которых осуществляется теплопередача, а именно от значения работы А, сопровождающей этот процесс, одинаковое количество теплоты, переданное телу, может вызвать различные изменения его внутренней энергии и, следо-Еательно, температуры. В таблицах обычно приводятся данные об удельной теплоемкости вещества при условии постоянного объема тела, т. е. при условии равенства нулю работы внешних сил.

Уравнение теплового баланса.

При осуществлении процесса теплообмена между двумя телами в условиях равенства нулю работы внешних сил и в тепловой изоляции от других тел согласно закону сохранения энергии алгебраическая сумма изменений внутренней энергии тел равна нулю:

Если изменения внутренней энергии тел происходили только в результате теплообмена, то на основании первого закона термодинамики можно записать: Отсюда или

Уравнение (32.3) называется уравнением теплового баланса.

Удельная теплота парообразования.

Опыт показывает, что для превращения жидкости в пар при постоянной температуре необходимо передать ей количество теплоты пропорциональное массе жидкости, превратившейся в пар:

Коэффициент пропорциональности называется удельной теплотой парообразования. Этот коэффициент выражается в джоулях на килограмм Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг жидкости в пар при постоянной температуре. Теплота парообразования расходуется на увеличение потенциальной энергии взаимодействия

молекул вещества и работу при расширении пара.

При конденсации происходит выделение такого же количества теплоты, какое поглощалось при испарении:

Удельная теплота плавления.

Плавление любого кристаллического тела происходит при постоянной температуре при условии передачи телу количества теплоты Сад, пропорционального массе тела:

Коэффициент пропорциональности X называется удельной теплотой плавления. Этот коэффициент выражается в джоулях на килограмм Удельная теплота плавления показывает, какое количество теплоты необходимо для плавления 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления.

Превращение жидкости в кристаллическое тело сопровождается выделением такого же количества теплоты, какое поглощалось при его плавлении;