Уравнение
теплового баланса
Закон сохранения энергии в теплообмене
В изолированной системе количество теплоты,
отданное телами, равно количеству теплоты,
полученному другими телами.
Теплообмен продолжается до установления общей температуры.
Изолированная система
Тепло передаётся между телами внутри системы.
Изолированная система не обменивается с окружающей средой ни энергией, ни веществом.
Термос и калориметр позволяют приблизиться к таким условиям: теплообмен с окружающей средой очень мал.
В реальности
Теплоизоляция не идеальна. В задачах потерями тепла часто пренебрегают.
Как записать тепловой баланс
Количество теплоты
Q = cmΔt
Для нагревания и охлаждения
без фазовых переходов.
- Q
- количество теплоты, Дж
- c
- удельная теплоёмкость,
Дж/(кг·°C) - m
- масса, кг
- Δt
- изменение температуры, °C
Охлаждение
Q = cm(tнач − t)
Тело отдаёт тепло: tнач > t.
Нагревание
Q = cm(t − tнач)
Тело получает тепло: t > tнач.
t — конечная температура.
Здесь оба количества теплоты положительны.
При учёте знаков: ΣQ = 0 — полученная теплота положительна, отданная отрицательна.