Cantitatea de căldură

Amintiți-vă ce fel de stări agregate de materie știți.

Care sunt procesele în care au loc transformările agregate ale materiei.

Cum pot schimba starea agregată a unei substanțe?

Cantitatea de căldură







Schimbați energia internă a oricărui corp, puteți face, prin muncă, încălzire sau, dimpotrivă, răciți-l. Deci, atunci când metalul este falsificat, se lucrează și se încălzește, în același timp, metalul poate fi încălzit pe o flacără arzătoare.

De asemenea, dacă fixați pistonul (Figura 13.5), atunci volumul de gaz atunci când se încălzește nu se schimbă și locul de muncă nu are loc. Dar temperatura gazului și, în consecință, energia sa internă crește, de asemenea.

Energia internă poate crește și scădea, astfel încât cantitatea de căldură poate fi pozitivă și negativă.

Reține
Procesul de transfer de energie de la un corp la altul, fără a efectua o muncă, se numește schimb de căldură.

Măsura cantitativă a schimbării energiei interne în timpul schimbului de căldură se numește cantitatea de căldură.

Imaginea moleculară a transferului de căldură. La schimbul de căldură la limita dintre corpuri, moleculele care se mișcă lent ale corpului rece interacționează cu moleculele în mișcare rapidă ale corpului fierbinte. Ca urmare, energiile cinetice ale moleculelor sunt egale, vitezele moleculelor corpului rece cresc, iar cele fierbinti scad.

În timpul schimbului de căldură, nu există transformarea energiei dintr-o formă în alta, o parte din energia internă a unui corp mai încălzit este transferată la un corp mai puțin încălzit.

Cantitatea de căldură și căldura. Știți deja că pentru a încălzi un corp de masă m de la temperatura t1 la temperatura t2 este necesar să transferați la el cantitatea de căldură:

Când corpul se răcește, temperatura finală t2 este mai mică decât temperatura inițială t1, iar cantitatea de căldură dată de corp este negativă.

Coeficientul c din formula (13.5) se numește căldura specifică a substanței.

Reține
Capacitatea specifică de căldură este o cantitate care este numeric egală cu cantitatea de căldură pe care o substanță cu o masă de 1 kg primește sau o dă cu o modificare a temperaturii sale cu 1 K.

Capacitatea specifică de căldură a gazelor depinde de procesul de transfer de căldură. Dacă gazul este încălzit la presiune constantă, se va extinde și va funcționa. Pentru gazul de încălzire la 1 ° C, la o presiune constantă, este necesar să se transfere o cantitate mai mare de căldură decât încălzirea acestuia la volum constant când gazul este încălzit numai.

Lichidele și corpurile solide se extind ușor când sunt încălzite. Capacitățile lor specifice de căldură la volum constant și presiune constantă diferă puțin.

Căldura specifică de vaporizare. Pentru a transforma un lichid în abur în timpul fierberii, este necesar să transferați o anumită cantitate de căldură la acesta. Temperatura lichidului nu se modifică în timpul fierberii. Transformarea unui lichid în vapori la o temperatură constantă nu duce la o creștere a energiei cinetice a moleculelor, ci este însoțită de o creștere a potențialei energii a interacțiunii lor. La urma urmei, distanța medie dintre moleculele de gaz este mult mai mare decât între moleculele lichidului.







Reține
Valoarea este numeric egală cu cantitatea de căldură necesară pentru conversia la o temperatură constantă de 1 kg de lichid în abur, denumit căldura specifică a vaporizării.

Procesul de evaporare a lichidului are loc la orice temperatură, cu lichidul lăsând cele mai rapide molecule și se răcește la evaporare. Căldura specifică de evaporare este egală cu căldura specifică de vaporizare.

Această valoare este notată cu litera r și este exprimată în jouli pe kilogram (J / kg).

Căldura specifică de vaporizare a apei este foarte ridicată: rH20 = 2.256 · 106 J / kg la o temperatură de 100 ° C In alte fluide, de exemplu într-un alcool, eter, mercur, kerosen, căldura latentă de vaporizare mai mică de 3-10 ori mai mult decât cea a apei.

Pentru a transforma un lichid de masă m în abur, cantitatea de căldură necesară este:

Atunci când aburul este condensat, se eliberează aceeași cantitate de căldură:

Căldura specifică de fuziune. Atunci când corpul cristalin se topește, toată căldura care îi este furnizată duce la creșterea energiei potențiale a interacțiunii moleculelor. Energia cinetică a moleculelor nu se schimbă, deoarece topirea are loc la o temperatură constantă.

Reține
Valoarea este numeric egală cu cantitatea de căldură necesară pentru conversia solide de 1 kg, la o temperatură a topiturii în lichid cristalin, se numește căldura specifică de topire și este notat cu X literă.

Când se cristalizează o substanță cu o masă de 1 kg, se eliberează exact aceeași cantitate de căldură ca cea absorbită în timpul topirii.

Căldura specifică de topire a gheții este destul de ridicată: 3,34 • 10 5 J / kg.

„În cazul în care gheața nu a avut o mare de căldură de fuziune, apoi primăvara întregii mase de gheață ar trebui să se topească în câteva minute sau secunde, deoarece căldura este transferată în mod continuu de gheață de aer. Consecințele acestui lucru ar fi teribile; la urma urmei, în situația actuală există inundații mari și un flux puternic de apă în timpul topirii unor mase mari de gheață sau zăpadă. " R. Negru, secolul al XVIII-lea.

Pentru a topi un corp cristalin cu masa m, cantitatea de căldură necesară este:

Cantitatea de căldură eliberată în timpul cristalizării corpului este:

Ecuația echilibrului termic. Să considerăm schimbul de căldură în interiorul unui sistem alcătuit din mai multe corpuri care au temperaturi inițial diferite, de exemplu, schimbul de căldură între apa într-un vas și o bilă fierbinte de fier căzută în apă. Conform legii conservării energiei, cantitatea de căldură dată de un organism este numeric egală cu cantitatea de căldură primită de cealaltă.

Cantitatea dată de căldură este considerată negativă, cantitatea de căldură primită este pozitivă. Prin urmare, cantitatea totală de căldură Q1 + Q2 = 0.

Dacă într-un sistem izolat există schimb de căldură între mai multe corpuri, atunci

Reține
Ecuația (13.10) se numește ecuația de echilibru termic.

Aici Q1. Q2. Q3 - cantitatea de căldură primită sau dată de organisme. Aceste cantități de căldură sunt exprimate prin formula (13.5) sau formulele (13.6) - (13.9), dacă în timpul schimbului de căldură au loc transformări de fază ale substanței (topire, cristalizare, vaporizare, condensare).

Cuvinte cheie pentru a căuta informații despre subiectul paragrafului.
Topire. Cristalizarea. Formarea aburului. condensare

Întrebări la paragraf

1. Ce se numește cantitatea de căldură?

2. Ce depinde de căldura specifică a unei substanțe?

3. Ce se numește căldura specifică de vaporizare?

4. Ce se numește căldura specifică de fuziune?

5. În ce cazuri este cantitatea de căldură - o valoare pozitivă și în ce cazuri este negativă?

6. Cum ar trebui să notăm ecuația echilibrului termic pentru un sistem izolat de trei corpuri, care trece într-o stare de echilibru?





Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: