Физика. Лекция 402.Уравнение теплового баланса.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Сегодняшнюю лекцию мы посвятим теории, хотя, то о чем мы будем рассказывать нам очень хорошо известно. Речь идет об уравнении теплового баланса. Что значит баланс в переводе на русский? Это уравнение теплового равновесия. Мы знаем, что когда система приходит в состояние изолированного тепло равновесия, то температура всех тел образующих эту систему становится одинаковой. Это закон теплового равновесия и мы еще, кстати, не говорили и его еще называют нулевым законом термодинамики. А всего их вместе с нулевых законом будет четыре закона. О втором и третьем законе термодинамике мы еще позже будем говорить. Мы с вами пользовались уравнением теплового баланса в начале наших лекций для решения задач на тепловые явления. Но тогда мы, просто, его записали и сказали, что это закон сохранения энергии тепловых процессов без каких-то строгих доказательств. А теперь, когда у нас многие вещи оказались как бы открытыми заново, мы узнали, например, что теплоемкость не является характеристикой вещества. Она может быть разной в зависимости от процессов в которых она происходит. И давайте еще раз осознаем, что же из себя представляет уравнение теплового баланса, когда оно работает. Работает оно в процесс теплопередачи. И давайте вспомним, что называется теплопередачей? Теплопередача - это какой-то способ изменения внутренней энергии. А точнее один из двух...без совершения работы. И так уравнение теплового баланса используется при анализе процессов теплопередачи, а теплопередача подразумевает, что работа при этом не совершается. Работа телами, которые образуют систему не совершается. Значит, наверное, можем пользоваться этим уравнением, когда речь идет, например, о теплообмене в твердых телах и в жидкостях, которые не совершают работу поскольку практически тепловое расширение у них отсутствует. И давайте получим уравнение теплового баланса, как частный случай знакомого нам уже первого закона термодинамики.

Давайте запишем первый закон термодинамики для теплоизолированнной системы. При теплообмене между телами между телами, образующими тепло изолированную систему суммарное количество теплоты полученное ими равняется нулю.

И так мы с вами показали, что уравнение теплового баланса ни что-то отдельно стоящее в науке, а это, просто частный случай первого закона термодинамики. И теперь что бы мы могли решать задачи полезно вспомнить на что может идти количество теплоты, полученное телом.

Первый случай, который мы с вами рассмотрим будет случаем, когда агрегатное состояние веществ не изменяется.

Плавление - это переход кристаллического вещества из твердого состояния в жидкое.

Второй случай, когда происходит плавление.

Удельная теплота плавления вещества - это физическая величина равная количеству теплоты, которую необходимо сообщить одному килограмму кристаллического вещества взятого при температуре плавления, чтобы перевести его в жидкое состояние.

Третий частный случай - это кристаллизация.

Четвертый частный случай - это парообразование.

Удельная теплота парообразования - это физическая величина равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному килограмму жидкости, чтобы превратить ее в пар при неизменной температуре.

Обратный процесс парообразования - это конденсация.

И последнее, что стоит вспомнить, что существуют две разновидности парообразования. Давайте вспомним какие:

• испарение
• кипение

Давайте вспомним, чем отличается испарение от кипения? Испарение происходит только с поверхности жидкости и, кстати, он происходит при любой температуре. И если мы на столе разольем воду, то она будет испарятся независимо от того тепло здесь или мы уже надышали или утром рано здесь температура будет пониже. А вот кипение, оказывается, происходит при строго определенной температуре и происходит не толь ко с поверхности, но и в объеме жидкости. Детали этого процесса мы еще с вами будем обсуждать, там есть много интересных нюансов. Вот такова теория. Ну а теперь давайте в качестве разминки или тренировки решим задачу. И так задача на определение удельной теплоемкости испытуемого тела в колориметре.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора.