cieplo

Energia cieplna - teoria

t = T - 273

T = t + 273

gdzie: t - temperatura w skali Celsjusza

T - temperatura w skali Kelvina

Stałe punkty w skali Celsjusza:

0^OC - temperatura krzepnięcia wody

100^OC - temperatura wrzenia wody

Stałe punkty w skali Kelvina:

0 K - najniższa temperatura (temperatura zera bezwzględnego)

Pierwsza zasada termodynamiki: zmiany energii wewnętrznej ciała można dokonać kosztem cieplnego przepływu energii (Q) lub kosztem pracy wykonanej nad tym ciałem (W).

ΔE_w = W + Q

Ciepło właściwe określa ile energii (ciepła) trzeba dostarczyć do 1 kg ciała, aby ogrzać go o 1⁰C (lub odebrać, aby oziębić 1 kg ciała o 1⁰C).

ciepło właściwe = ilość dostarczonej energii / (masa * przyrost temperatury)

c = ΔE / m * Δt

Jednostka ciepła właściwego: J / kg ⁰C

Ciepło topnienia to ilość energii, którą trzeba dostarczyć ciału o masie 1 kg, aby je stopić bez zmiany temperatury.

ciepło topnienia = ilość dostarczonej energii / masa

c_t = ΔE / m

Jednostka ciepła topnienia: J / kg

Ciepło krzepnięcia jest równe ciepłu topnienia.

Ciepło parowania to ilość energii, którą trzeba dostarczyć cieczy o masie 1 kg, aby wyparowała bez zmiany temperatury.

ciepło parowania = ilość dostarczonego ciepła / masa

c_p = ΔE / m

Jednostka ciepła parowania: J / kg

Ciepło parowania jest równe ciepłu skraplania.

Ilość energii potrzebna do zmiany temperatury ciała (bez zmiany stanu skupienia)

ΔE = m c Δt

gdzie: ΔE - ilość energii dostarczona (podczas ogrzewania) lub odebrana (podczas oziębiania),

m - masa ciała

c - ciepło właściwe

Δt - zmiana temperatury (Δt = t₂-t₁)

7. Ilość energii potrzebna do zmiany stanu skupienia (bez zmiany temperatury)

ΔE = m c_p

gdzie: ΔE - ilość energii dostarczona (podczas topnienia, parowania, sublimacji) lub odebrana (podczas krzepnięcia, skraplania, resublimacji),

m - masa ciała

c_p- ciepło danej przemiany

8. Przemiany fazowe (zachodzą w stałej temperaturze podczas dostarczania - D lub odbierania energii - O):

parowanie - zamiana cieczy w gaz (D)
skraplanie - zamiana gazu w ciecz (O)
topnienie - zamiana ciała stałego w ciecz (D)
krzepnięcie - zamiana cieczy w ciało stałe (O)
sublimacja - zamiana ciała stałego w gaz (D)
resublimacja - zamiana gazu w ciało stałe (O)
Ze wzrostem temperatury ciała zwiększają swoją objętość, ale woda w przedziale temperatur 0⁰C do 4⁰C zmniejsza swoją objętość, więc jej gęstość w temp. 4⁰C jest największa (woda o tej temperaturze opada na dno).

Bilans cieplny - to porównanie zysków i strat ciepła. W izolowanym układzie ciał, w którym nie zachodzi wymiana ciepła z otoczeniem, ilość energii cieplnej oddawanej (ΔE_o)przez ciało cieplejsze jest równa ilości energii cieplnej pobieranej (ΔE_p₎ przez ciało chłodniejsze tego układu.

ΔE_o = ΔE_p