DSC18

Ćwiczenie

Sprawdzenie bilansu cieplnego cieczy I. Wiadomości teoretyczne Bilans cieplny

Ciepło jest formą energii (energią przekazywaną na sposób mikroskopowy), a zatem podlega ono jednemu z najbardziej podstawowych praw fizyki - zasadzie zachowania energii. W myśl tej zasady energia nie zanika bez śladu, a więc i ciepło też nie może nagle ginąć, lub powstawać z niczego podczas jego przemian termodynamicznych.

Podstawowe równanie bilansu cieplnego ma postać:

Ciepło oddane = Ciepłu pobranemu

lub, używając symboli:

Qpobr Qodd

Oba ciepła będące składnikami równania są liczone jako dodatnie - tzn. należy tak podstawiać do wzoru składniki ciepła pobranego i oddanego, aby obliczone ciepło miało wartość dodatnią.

W konkretnych zastosowaniach zarówno ciepło poprane, jak i oddane składa się często z kilku składników.

Qpobrl + Qpobi2 + Qpobr3 + — ~ Qoddl + Qodd2 ⁺ Qodd3 + —

Problem z bilansem cieplnym pojawia się gdy ominie się jakąś zmianę stanu skupienia. Wtedy wyniki wyjdą zapewne błędne.

Dlatego trzeba zawsze zwracać uwagę na to, czy w sumarycznym cieple oddanym, lub pobranym znajdują się wszystkie składniki. Jeśli nie jesteśmy pewni, czy do jakiejś zmiany stanu skupienia dojdzie, to trzeba to najpierw obliczyć, sprawdzając np. czy oddawanego ciepła starcza na dokonanie (przynajmniej częściowej) przemiany.

Co to jest bilans cieplny?

Jeśli zetknie się ze sobą dwa ciała o różnej temperaturze, to następuje między nimi wymiana ciepła. Ciało o wyższej temperaturze oddaje (traci) ciepło, a ciało o niższej temperaturze pobiera (zyskuje) ciepło. Wymiana ciepła kończy się, gdy temperatury obu ciał wyrównają się.

Jeśli ilość ciepła pobranego przez ciało o niższej temperaturze jest równa ilości ciepła oddanego przez ciało o wyższej temperaturze, to mówimy, że zachodzi bilans cieplny.