Najważniejsze wzory: Przemiany energii w zjawiskach cieplnych:
- Wzór na I zasadę termodynamiki
- Wzór na energię potrzebną do ogrzania ciała
- Wzór na ciepło pobrane poczas topnienia
- Wzór na ciepło oddane podczas krzepnięcia
- Wzór na energię pobraną podczas parowania cieczy w temperaturze wrzenia
- Wzór na energię oddaną podczas skraplania pary
Energia wewnętrzna
Każde ciało posiada pewną energię wewnętrzną. Na tę formę energii składa się głównie energia kinetyczna poszczególnych cząsteczek związaną z ich chaotycznym ruchem i energia potencjalnego oddziaływania cząsteczek.
Wzrost temperatury ciała jest związany ze wzrostem średniej energii kinetycznej cząsteczek.
I zasada termodynamiki:
Energię wewnętrzną możemy zmienić przez wykonanie nad ciałem pracy lub przekazanie ciepła.
\(\Delta E_w = W + Q \)
\(\Delta E_w \) – zmiana energii wewnętrznej
\(W \) – praca
\(Q \) – ciepło
Cieplny przepływ energii
Cieplny przepływ energii (ciepło) polega na przekazywaniu sobie energii między cząsteczkami ciała o wyższej temperaturze, a cząsteczkami ciała o niższej temperaturze. Przekazywanie ciepła trwa do chwili wyrównania temperatur.
Ciepło właściwe
Ciepłem właściwym nazywamy ilość energii potrzebnej do ogrzania 1 kg substancji o 1°C.
Energię potrzebną do ogrzania ciała o masie m obliczmy ze wzoru:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta t \)
\(Q \) – ciepło
\(m \) – masa
\(c \) – ciepło właściwe
\(\Delta t \) – zmiana temperatury
Ciepło właściwe wody wynosi około 4200 J/kg×°C.
Topnienie ciał krystalicznych
Topnienie ciał krystalicznych zachodzi w stałej temperaturze. Temperatura topnienia jest równa temperaturze krzepnięcia.
Ciało podczas topnienia pobiera, a podczas krzepnięcia oddaje energię do otoczenia.
Ciepło topnienia jest to ilość energii jaką należy dostarczyć do 1 kg substancji, aby stopić go w temperaturze topnienia.
Energię (ciepło) pobrane w czasie topnienia (lub oddana w czasie krzepnięcia) obliczmy ze wzoru:
\(Q = m \cdot c_t \)
\(Q \) – energia (ciepło)
\(m \) – masa
\(c_t \) – ciepło topnienia
Parowanie i skraplanie
Podczas parowania ciecz pobiera energię z otoczenia. Podczas skraplania para oddaje energie pobraną w czasie parowania.
Ciepło parowania w temperaturze wrzenia jest to ilość energii jaką należy dostarczyć do 1 kg cieczy, aby zamienić ją na parę w temperaturze wrzenia.
Energia pobrana podczas parowania cieczy w temperaturze wrzenia (lub oddana podczas skraplania pary) wyraża się wzorem:
\(Q = m \cdot c_p \)
\(Q \) – energia (ciepło)
\(m \) – masa
\(c_t \) – ciepło parowania
Zasada bilansu cieplnego:
Jeżeli dwa ciała są izolowane cieplnie od otoczenia, to energia oddana przez ciało o wyższej temperaturze jest równa energii pobranej przez ciało o niższej temperaturze.
UDOSTĘPNIJ LINK:
