Формула кількості теплоти під час нагрівання газу. Розрахунок кількості теплоти, необхідної для нагрівання тіла або виділеного ним при охолодженні

ТЕПЛООБМІН.

1.Теплообмін.

Теплообмін або теплопередача– це процес передачі внутрішньої енергії одного тіла іншому без виконання роботи.

Існують три види теплообміну.

1) Теплопровідність- Це теплообмін між тілами при їх безпосередньому контакті.

2) Конвекція– це теплообмін, у якому перенесення тепла здійснюється потоками газу чи рідини.

3) Випромінювання- Це теплообмін за допомогою електромагнітного випромінювання.

2.Кількість теплоти.

Кількість теплоти – це міра зміни внутрішньої енергії тіла під час теплообміну. Позначається буквою Q.

Одиниця виміру кількості теплоти = 1 Дж.

Кількість теплоти, отримане тілом від іншого тіла в результаті теплообміну, може витрачатися на збільшення температури (збільшення кінетичної енергії молекул) або зміна агрегатного стану (збільшення потенційної енергії).

3.Питома теплоємність речовини.

Досвід показує, що кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла масою m від температури Т 1 до температури Т 2 пропорційно масі тіла m і різниці температур (Т 2 – Т 1), тобто.

Q = cm(Т 2 - Т 1 ) = сmΔ Т,

зназивається питомою теплоємністю речовини тіла, що нагрівається.

Питома теплоємність речовини дорівнює кількості теплоту, яку необхідно повідомити 1 кг речовини, щоб нагріти її на 1 К.

Одиниця виміру питомої теплоємності =.

Значення теплоємності різних речовин можна знайти у фізичних таблицях.

Така сама кількість теплоти Q виділятиметься при охолодженні тіла на ΔТ.

4.Питома теплота пароутворення.

Досвід показує, що кількість теплоти, необхідне перетворення рідини на пару, пропорційно масі рідини, тобто.

Q = Lm,

де коефіцієнт пропорційності Lназивається питомою теплотою пароутворення.

Питома теплота пароутворення дорівнює кількості теплоти, яка необхідна для перетворення на пару 1 кг рідини, що знаходиться при температурі кипіння.

Одиниця виміру питомої теплоти пароутворення.

При зворотному процесі конденсації пари теплота виділяється в тій же кількості, яка витрачена на пароутворення.

5.Питома теплота плавлення.

Досвід показує, що кількість теплоти, необхідне перетворення твердого тіла на рідину, пропорційно масі тіла, тобто.

Q = λ m,

де коефіцієнт пропорційності називається питомою теплотою плавлення.

Питома теплота плавлення дорівнює кількості теплоти, яка необхідна для перетворення на рідину твердого тіла масою 1 кг при температурі плавлення.

Одиниця виміру питомої теплоти плавлення.

При зворотному процесі кристалізації рідини теплота виділяється в тій же кількості, яка витрачена на плавлення.

6.Питома теплота згоряння.

Досвід показує, що кількість теплоти, що виділяється за повного згоряння палива, пропорційно масі палива, тобто.

Q = qm,

Де коефіцієнт пропорційності q називається питомою теплотою згоряння.

Питома теплота згоряння дорівнює кількості теплоти, що виділяється за повного згоряння 1 кг палива.

Одиниця виміру питомої теплоти згоряння.

7.Рівняння теплового балансу.

У теплообміні беруть участь два або більше тіла. Одні тіла віддають теплоту, інші приймають. Теплообмін відбувається до тих пір, поки температури тіл не стануть рівними. За законом збереження енергії, кількість теплоти, що віддається, дорівнює кількості, що приймається. На цій підставі записується рівняння теплового балансу.

Розглянемо приклад.

Тіло масою m 1 , теплоємність якого з 1 має температуру Т 1 , а тіло масою m 2 , теплоємність якого з 2 , має температуру Т 2 . Причому Т 1 більше за Т 2 . Ці тіла наведені у зіткнення. Досвід показує, що холодне тіло (m2) починає нагріватися, а гаряче тіло (m1) – охолоджуватися. Це говорить про те, що частина внутрішньої енергії гарячого тіла передається холодному і температури вирівнюються. Позначимо кінцеву загальну температуру θ.

Кількість теплоти, переданої гарячим тілом холодному

Q переданий. = c 1 m 1 (Т 1 – θ )

Кількість теплоти, одержаної холодним тілом від гарячого

Q отримано. = c 2 m 2 (θ – Т 2 )

За законом збереження енергії Q переданий. = Q отримано., тобто.

c 1 m 1 (Т 1 – θ )= c 2 m 2 (θ – Т 2 )

Розкриємо дужки і виразимо значення загальної температури θ, що встановилася.

Значення температури θ у разі отримаємо в кельвинах.

Однак, оскільки у виразах для Q передано. і Q отримано. коштує різницю двох температур, а вона і в кельвінах, і в градусах Цельсія однакова, то розрахунок можна вести і в градусах Цельсія. Тоді

У цьому випадку значення температури отримаємо в градусах Цельсія.

Вирівнювання температур у результаті теплопровідності можна пояснити на підставі молекулярно-кінетичної теорії як обмін кінетичною енергією між молекулами під час зіштовхування в процесі теплового хаотичного руху.

Цей приклад можна проілюструвати графіком.

1. Зміна внутрішньої енергії шляхом роботи характеризується величиною роботи, тобто. робота є мірою зміни внутрішньої енергії у цьому процесі. Зміна внутрішньої енергії тіла при теплопередачі характеризується величиною, яка називається кількістю теплоти.

Кількість теплоти називається зміна внутрішньої енергії тіла в процесі теплопередачі без виконання роботи.

Кількість теплоти позначають буквою (Q). Оскільки кількість теплоти є мірою зміни внутрішньої енергії, його одиницею є джоуль (1 Дж).

При передачі тілу деякої кількості теплоти без роботи його внутрішня енергія збільшується, якщо тіло віддає певну кількість теплоти, його внутрішня енергія зменшується.

2. Якщо в дві однакові судини налити в один 100 г води, а в іншій 400 г при одній і тій же температурі і поставити їх на однакові пальники, то раніше закипить вода в першій посудині. Таким чином, що більша маса тіла, то більша кількість теплоти потрібна йому для нагрівання. Те саме і з охолодженням: тіло більшої маси при охолодженні віддає більшу кількість теплоти. Ці тіла зроблені з однієї і тієї ж речовини і нагріваються вони або охолоджуються на те саме число градусів.

3. Якщо тепер нагрівати 100 р води від 30 до 60 °З, тобто. на 30 °С, та був до 100 °З, тобто. на 70 °С, то в першому випадку на нагрівання піде менше часу, ніж у другому, і, відповідно, на нагрівання води на 30 °С, буде витрачено менше теплоти, ніж на нагрівання води на 70 °С. Таким чином, кількість теплоти прямо пропорційно різниці кінцевої ((t_2\,^\circ C) \) і початкової \((t_1\,^\circ C) \) температур: (Q\sim(t_2- t_1) \) .

4. Якщо тепер в один посуд налити 100 г води, а в інший такий самий посуд налити трохи води і покласти в неї таке металеве тіло, щоб його маса і маса води становили 100 г, і нагрівати судини на однакових плитках, то можна помітити, що в посудині, в якій знаходиться тільки вода, температура буде нижчою, ніж у тій, у якій знаходяться вода та металеве тіло. Отже, щоб температура вмісту в обох судинах була однаковою, потрібно воді передати більшу кількість теплоти, ніж воді та металевому тілу. Таким чином, кількість теплоти, необхідне для нагрівання тіла, залежить від роду речовини, з якої це тіло зроблено.

5. Залежність кількості теплоти, необхідної для нагрівання тіла, від роду речовини характеризується фізичною величиною, яка називається питомою теплоємністю речовини.

Фізична величина, що дорівнює кількості теплоти, яку необхідно повідомити 1 кг речовини для нагрівання його на 1 ° С (або на 1 К), називається питомою теплоємністю речовини.

Таку кількість теплоти 1 кг речовини віддає при охолодженні на 1 °С.

Питома теплоємність позначається буквою (c). Одиницею питомої теплоємності є 1 Дж/кг °З чи 1 Дж/кг До.

Значення питомої теплоємності речовин визначають експериментально. Рідини мають більшу питому теплоємність, ніж метали; найбільшу питому теплоємність має вода, дуже маленьку питому теплоємність має золото.

Питома теплоємність свинцю 140 Дж/кг. Це означає, що для нагрівання 1 кг свинцю на 1 °С необхідно витратити кількість теплоти 140 Дж. Така сама кількість теплоти виділиться при охолодженні 1 кг води на 1 °С.

Оскільки кількість теплоти дорівнює зміні внутрішньої енергії тіла, можна сказати, що питома теплоємність показує, наскільки змінюється внутрішня енергія 1 кг речовини за зміни її температури на 1 °З. Зокрема, внутрішня енергія 1 кг свинцю при нагріванні на 1 °С збільшується на 140 Дж, а при охолодженні зменшується на 140 Дж.

Кількість теплоти \(Q \) , необхідне для нагрівання тіла масою \(m \) від температури \((t_1\,^\circ C) \) до температури \((t_2\,^\circ C) \) , дорівнює добутку питомої теплоємності речовини, маси тіла та різниці кінцевої та початкової температур, тобто.

\[ Q=cm(t_2()^\circ-t_1()^\circ) \]

По цій же формулі обчислюється і кількість теплоти, яку тіло віддає при охолодженні. Тільки цьому випадку від початкової температури слід відібрати кінцеву, тобто. від більшого значення температури відібрати менше.

6. Приклад розв'язання задачі. У склянку, що містить 200 г води за температури 80 °С, налили 100 г води при температурі 20 °С. Після цього в посудині встановилася температура 60 °С. Яку кількість теплоти одержала холодна вода та віддала гаряча вода?

При розв'язанні задачі необхідно виконувати таку послідовність дій:

записати коротко умову завдання;
перевести значення величин у СІ;
проаналізувати завдання, встановити, які тіла беруть участь у теплообміні, які тіла віддають енергію, а які одержують;
розв'язати завдання у загальному вигляді;
виконати обчислення;
проаналізувати отриману відповідь.

1. Умова задачі.

Дано:
(m_1 \) = 200 г
(m_2 \) = 100 г
(t_1 \) = 80 ° С
(t_2 \) = 20 ° С
? (t \) = 60 ° С
______________

? (Q_1 \) -? ? (Q_2 \) -?
(c_1 \) = 4200 Дж / кг · ° С

2. СІ:? (m_1 \) = 0,2 кг; (m_2 \) = 0,1 кг.

3. Аналіз завдання. У задачі описаний процес теплообміну між гарячою та холодною водою. Гаряча вода віддає кількість теплоти (Q_1) і охолоджується від температури (t_1) до температури (t). Холодна вода отримує кількість теплоти (Q_2) і нагрівається від температури (t_2) до температури (t).

4. Розв'язання задачі у загальному вигляді. Кількість теплоти, віддане гарячою водою, обчислюється за формулою: (Q_1 = c_1m_1 (t_1-t) \).

Кількість теплоти, одержане холодною водою, обчислюється за формулою: (Q_2=c_2m_2(t-t_2)).

5. Обчислення.
(Q_1 \) = 4200 Дж / кг · ° С · 0,2 кг · 20 ° С = 16800 Дж
\(Q_2 \) = 4200 Дж/кг · ° С · 0,1 кг · 40 ° С = 16800 Дж

6. У відповіді отримано, що кількість теплоти, віддана гарячою водою, дорівнює кількості теплоти, отриманої холодною водою. При цьому розглядалася ідеалізована ситуація і не враховувалося, що деяка кількість теплоти пішла на нагрівання склянки, в якій знаходилася вода, та навколишнього повітря. Насправді кількість теплоти, віддане гарячою водою, більше, ніж кількість теплоти, отримане холодною водою.

Частина 1

1. Питома теплоємність срібла 250 Дж/(кг · °С). Що це означає?

1) при охолодженні 1 кг срібла на 250 °С виділяється кількість теплоти 1 Дж
2) при остиганні 250 кг срібла на 1 °С виділяється кількість теплоти 1 Дж
3) при остиганні 250 кг срібла на 1 °С поглинається кількість теплоти 1 Дж
4) при охолодженні 1 кг срібла на 1 °С виділяється кількість теплоти 250 Дж

2. Питома теплоємність цинку 400 Дж/(кг · °С). Це означає, що

1) при нагріванні 1 кг цинку на 400 ° С його внутрішня енергія збільшується на 1 Дж
2) при нагріванні 400 кг цинку на 1 °С його внутрішня енергія збільшується на 1 Дж
3) для нагрівання 400 кг цинку на 1 ° С його необхідно витратити 1 Дж енергії
4) при нагріванні 1 кг цинку на 1 °С його внутрішня енергія збільшується на 400 Дж

3. При передачі твердому тілу масою \(m\) кількості теплоти\(Q\) температура тіла підвищилася на \(\Delta t^\circ \). Який із наведених нижче виразів визначає питому теплоємність речовини цього тіла?

1) \(\frac(m\Delta t^\circ)(Q) \)
2) \(\frac(Q)(m\Delta t^\circ) \)
3) \(\frac(Q)(\Delta t^\circ) \)
4) \ (Qm \ Delta t ^ \ circ \)

4. На малюнку наведено графік залежності кількості теплоти, необхідної для нагрівання двох тіл (1 та 2) однакової маси, від температури. Порівняйте значення питомої теплоємності (\(c_1 \) і (c_2 \)) речовин, з яких виготовлені ці тіла.

1) (c_1 = c_2 \)
2) (c_1> c_2 \)
3) \(c_1 4) відповідь залежить від значення маси тіл

5. На діаграмі представлені значення кількості теплоти, переданого двом тілам рівної маси при зміні їхньої температури на те саме число градусів. Яке співвідношення для питомих теплоємностей речовин, з яких виготовлені тіла, є вірним?

1) \(c_1 = c_2 \)
2) \(c_1 = 3c_2 \)
3) \(c_2 = 3c_1 \)
4) \(c_2=2c_1 \)

6. На малюнку представлений графік залежності температури твердого тіла від відданої кількості теплоти. Маса тіла – 4 кг. Чому дорівнює питома теплоємність речовини цього тіла?

1) 500 Дж/(кг · °С)
2) 250 Дж/(кг · °С)
3) 125 Дж/(кг · °С)
4) 100 Дж/(кг · °С)

7. При нагріванні кристалічної речовини масою 100 г вимірювали температуру речовини та кількість теплоти, повідомлену речовину. Дані вимірів подали у вигляді таблиці. Вважаючи, що втрати енергії можна знехтувати, визначте питому теплоємність речовини в твердому стані.

1) 192 Дж/(кг · °С)
2) 240 Дж/(кг · °С)
3) 576 Дж/(кг · °С)
4) 480 Дж/(кг · °С)

8. Щоб нагріти 192 г молібдену на 1 К, потрібно передати йому кількість теплоти 48 Дж. Чому дорівнює питома теплоємність цієї речовини?

1) 250 Дж/(кг · К)
2) 24 Дж/(кг · К)
3) 4·10 -3 Дж/(кг · К)
4) 0,92 Дж/(кг · К)

9. Яка кількість теплоти потрібна для нагрівання 100 г свинцю від 27 до 47 °С?

1) 390 Дж
2) 26 кДж
3) 260 Дж
4) 390 кДж

10. На нагрівання цеглини від 20 до 85 °С витрачено таку ж кількість теплоти, як для нагрівання води такої ж маси на 13 °С. Питома теплоємність цегли дорівнює

1) 840 Дж/(кг · К)
2) 21000 Дж/(кг · К)
3) 2100 Дж/(кг · К)
4) 1680 Дж/(кг · К)

11. З переліку наведених нижче висловлювань виберіть два правильні та запишіть їх номери в таблицю.

1) Кількість теплоти, яке тіло отримує при підвищенні його температури на деяке число градусів, дорівнює кількості теплоти, яку це тіло віддає при зниженні температури на таке ж число градусів.
2) При охолодженні речовини її внутрішня енергія збільшується.
3) Кількість теплоти, яку речовина отримує при нагріванні, йде головним чином збільшення кінетичної енергії його молекул.
4) Кількість теплоти, яку речовину отримує при нагріванні, йде головним чином на збільшення потенційної енергії взаємодії його молекул
5) Внутрішню енергію тіла можна змінити, лише повідомивши йому деяку кількість теплоти

12. У таблиці представлені результати вимірювань маси (m), зміни температури (Delta t) і кількості теплоти (Q), що виділяється при охолодженні циліндрів, виготовлених з міді або алюмінію.

Які твердження відповідають результатам проведеного експерименту? Із запропонованого переліку оберіть два правильні. Вкажіть їхні номери. На підставі проведених вимірювань можна стверджувати, що кількість теплоти, що виділяється при охолодженні,

1) залежить від речовини, з якої виготовлений циліндр.
2) не залежить від речовини, з якої виготовлений циліндр.
3) збільшується зі збільшенням маси циліндра.
4) збільшується зі збільшенням різниці температур.
5) питома теплоємність алюмінію в 4 рази більша, ніж питома теплоємність олова.

Частина 2

C1.Тверде тіло масою 2 кг поміщають у піч потужністю 2 кВт та починають нагрівати. На малюнку зображено залежність температури цього тіла від часу нагрівання (tau). Чому дорівнює питома теплоємність речовини?

1) 400 Дж/(кг · °С)
2) 200 Дж/(кг · °С)
3) 40 Дж/(кг · °С)
4) 20 Дж/(кг · °С)

Відповіді

Зміна внутрішньої енергії шляхом роботи характеризується величиною роботи, тобто. робота є мірою зміни внутрішньої енергії у цьому процесі. Зміна внутрішньої енергії тіла при теплопередачі характеризується величиною, яка називається кількість теплоти.

– це зміна внутрішньої енергії тіла у процесі теплопередачі без роботи. Кількість теплоти позначають буквою Q .

Робота, внутрішня енергія та кількість теплоти вимірюються в одних і тих самих одиницях - джоулях ( Дж), як і будь-який вид енергії.

У теплових вимірах як одиниця кількості теплоти раніше використовувалася особлива одиниця енергії - калорія ( кал), рівна кількості теплоти, необхідної для нагрівання 1 г води на 1 градус Цельсія (Точніше, від 19,5 до 20,5 ° С). Цю одиницю, зокрема, використовують у час при розрахунках споживання тепла (теплової енергії) у багатоквартирних будинках. Досвідченим шляхом встановлено механічний еквівалент теплоти - співвідношення між калорією та джоулем: 1 кал = 4,2 Дж.

Якщо в дві однакові судини налити в один 100 г води, а в іншій 400 г при одній і тій же температурі і поставити їх на однакові пальники, то раніше закипить вода в першій посудині. Таким чином, що більша маса тіла, то більша кількість тепла потрібна йому для нагрівання. Те саме і з охолодженням.

Кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла залежить ще й роду речовини, з якого це тіло зроблено. Ця залежність кількості теплоти, необхідної для нагрівання тіла від роду речовини характеризується фізичною величиною, званої питомою теплоємністю речовини.

- це фізична величина, що дорівнює кількості теплоти, яку необхідно повідомити 1 кг речовини для нагрівання його на 1 ° С (або на 1 К). Таку кількість теплоти 1 кг речовини віддає при охолодженні на 1 °С.

Питома теплоємність позначається буквою з. Одиницею питомої теплоємності є 1 Дж/кг °Сабо 1 Дж/кг °К.

Оскільки кількість теплоти дорівнює зміні внутрішньої енергії тіла, то можна сказати, що питома теплоємність показує, на скільки змінюється внутрішня енергія 1 кгречовини при зміні її температури на 1 °С. Зокрема, внутрішня енергія 1 кг свинцю при нагріванні на 1 °С збільшується на 140 Дж, а при охолодженні зменшується на 140 Дж.

Q, необхідне для нагрівання тіла масою mвід температури t 1 °Сдо температури t 2 °С, дорівнює добутку питомої теплоємності речовини, маси тіла та різниці кінцевої та початкової температур, тобто.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

За цією формулою обчислюється і кількість теплоти, яке тіло віддає при охолодженні. Тільки цьому випадку від початкової температури слід відібрати кінцеву, тобто. від більшого значення температури відібрати менше.

Це конспект на тему «Кількість теплоти. Питома теплоємність". Виберіть подальші дії:

Перейти до наступного конспекту:

Змінити внутрішню енергію газу в циліндрі можна не тільки здійснюючи роботу, але й нагріваючи газ (рис. 43). Якщо закріпити поршень, то обсяг газу не змінюватиметься, але температура, а отже, і внутрішня енергія зростатимуть.

Процес передачі енергії від одного тіла до іншого без виконання роботи називають теплообміном або теплопередачею.

Енергію, передану тілу внаслідок теплообміну, називають кількістю теплоти. Кількість теплоти називають також енергію, яку тіло віддає в процесі теплообміну.

Молекулярна картина теплообміну.При теплообміні на кордоні між тілами відбувається взаємодія молекул холодного тіла, що повільно рухаються, з більш швидко рухомими молекулами гарячого тіла. В результаті кінетичні енергії

молекул вирівнюються та швидкості молекул холодного тіла збільшуються, а гарячого зменшуються.

При теплообміні не відбувається перетворення енергії з однієї форми на іншу: частина внутрішньої енергії гарячого тіла передається холодному тілу.

Кількість теплоти та теплоємність.З курсу фізики VII класу відомо, що для нагрівання тіла масою від температури до температури необхідно повідомити кількість теплоти

При остиганні тіла, його кінцева температура менша за початкову і кількість теплоти, що віддається тілом, негативно.

Коефіцієнт з у формулі (4.5) називають питомою теплоємністю. Питома теплоємність - це кількість теплоти, яка отримує або віддає 1 кг речовини за зміни її температури на 1 К-

Питому теплоємність виражають у джоулях, поділених на кілограм, помножений на кельвін. Різним тілам потрібна неоднакова кількість енергії для підвищення температури на I К. Так, питома теплоємність води а міді

Питома теплоємність залежить не тільки від властивостей речовини, але й від того, при якому процесі здійснюється теплопередача. Якщо нагрівати газ при постійному тиску, він розширюватиметься і виконуватиме роботу. Для нагрівання газу на 1 °С при постійному тиску йому потрібно буде передати більше теплоти, ніж для нагрівання його при постійному обсязі.

Рідкі та тверді тіла розширюються при нагріванні незначно, та їх питомі теплоємності при постійному обсязі та постійному тиску мало різняться.

Питома теплота пароутворення. Для перетворення рідини на пару необхідна передача їй певної кількості теплоти. Температура рідини при цьому перетворенні не змінюється. Перетворення рідини на пару при постійній температурі не веде до збільшення кінетичної енергії молекул, але супроводжується збільшенням їхньої потенційної енергії. Адже середня відстань між молекулами газу в багато разів більша, ніж між молекулами рідини. Крім того, збільшення об'єму при переході речовини з рідкого стану на газоподібний вимагає здійснення роботи проти сил зовнішнього тиску.

Кількість теплоти, необхідне для перетворення при постійній температурі 1 кг рідини на пару, називають

питомою теплотою пароутворення. Позначають цю величину буквою та виражають у джоулях на кілограм

Дуже велика питома теплота пароутворення води: за температури 100°С. В інших рідин (спирт, ефір, ртуть, гас та ін) питома теплота пароутворення менша в 3-10 разів.

Для перетворення на пару рідини масою потрібна кількість теплоти, що дорівнює:

При конденсації пари відбувається виділення такої кількості теплоти:

Питома теплота плавлення.При плавленні кристалічного тіла вся теплота, що підводиться до нього, йде на збільшення потенційної енергії молекул. Кінетична енергія молекул не змінюється, тому що плавлення відбувається за постійної температури.

Кількість теплоти А, необхідне перетворення 1 кг кристалічного речовини при температурі плавлення в рідину тієї ж температури, називають питомою теплотою плавлення.

При кристалізації I кг речовини виділяється така сама кількість теплоти. Питома теплота плавлення льоду досить велика:

Для того щоб розплавити кристалічне тіло масою необхідно кількість теплоти, що дорівнює:

Кількість теплоти, що виділяється при кристалізації тіла, дорівнює:

1. Що називають кількістю теплоти? 2. Від чого залежить питома теплоємність речовин? 3. Що називають питомою теплотою пароутворення? 4. Що називають питомою теплотою плавлення? 5. У яких випадках кількість переданої теплоти є негативною?

Як відомо, при різних механічних процесах відбувається зміна механічної енергії W meh. Мірою зміни механічної енергії є робота сил, прикладених до системи:

\(~\Delta W_(meh) = A.\)

Під час теплообміну відбувається зміна внутрішньої енергії тіла. Мірою зміни внутрішньої енергії при теплообміні є кількість теплоти.

Кількість теплоти- це міра зміни внутрішньої енергії, яку тіло отримує (або віддає) у процесі теплообміну.

Таким чином, і робота, і кількість теплоти характеризують зміну енергії, але не тотожні енергії. Вони не характеризують сам стан системи, а визначають процес переходу енергії з одного виду до іншого (від одного тіла до іншого) при зміні стану і істотно залежать від характеру процесу.

Основна відмінність між роботою та кількістю теплоти полягає в тому, що робота характеризує процес зміни внутрішньої енергії системи, що супроводжується перетворенням енергії з одного виду на інший (з механічної у внутрішню). Кількість теплоти характеризує процес передачі внутрішньої енергії від одних тіл до інших (від більш нагрітих до менш нагрітих), що не супроводжується перетвореннями енергії.

Досвід показує, що кількість теплоти, необхідна для нагрівання тіла масою mвід температури T 1 до температури T 2 , розраховується за формулою

\(~Q = cm (T_2 - T_1) = cm \Delta T, \qquad(1)\)

де c- Питома теплоємність речовини;

\(~c = \frac(Q)(m (T_2 - T_1)).\)

Одиницею питомої теплоємності СІ є джоуль на кілограм-Кельвін (Дж/(кг·К)).

Питома теплоємність cчисельно дорівнює кількості теплоти, яку необхідно повідомити тілу масою 1 кг, щоб нагріти його на 1 К.

Теплоємністьтіла C T чисельно дорівнює кількості теплоти, необхідної зміни температури тіла на 1 К:

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = cm.\)

Одиницею теплоємності тіла в СІ є Джоуль на Кельвін (Дж/К).

Для перетворення рідини на пару при незмінній температурі необхідно витратити кількість теплоти

\(~Q = Lm, \qquad (2)\)

де L- Питома теплота пароутворення. При конденсації пари виділяється така сама кількість теплоти.

Для того, щоб розплавити кристалічне тіло масою mпри температурі плавлення необхідно тілу повідомити кількість теплоти

\(~Q = \lambda m, \qquad (3)\)

де λ - Питома теплота плавлення. При кристалізації тіла така сама кількість теплоти виділяється.

Кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні палива масою m,

\(~Q = qm, \qquad (4)\)

де q- Питома теплота згоряння.

Одиниця питомих теплот пароутворення, плавлення та згоряння в СІ – джоуль на кілограм (Дж/кг).

Література

Аксенович Л. А. Фізика у середній школі: Теорія. Завдання. Тести: Навч. посібник для установ, які забезпечують отримання заг. середовищ, освіти / Л. А. Аксенович, Н. Н. Ракіна, К. С. Фаріно; За ред. К. С. Фаріно. – Мн.: Адукація i виховування, 2004. – C. 154-155.