|
|
Ogrzewanie i ochładzanie
|
cial | zmiana temperatury bez zmiany stanu skupienia |
| zmiana stanu skupienia |
| inne przejście fazowe (np. zmiana formy krystalizacji) |
W tej części podręcznika omówimy tylko dwie pierwsze sytuacje - poniżej opisany jest przypadek ogrzewania i oziębiania bez zmiany stanu skupienia. Z kolei w rozdziałach energia topnienia i energia parowania rozpatrzone są dwie sytuacje związane ze zmianą stanu skupienia.
Ogrzewanie/ochładzanie bez zmiany stanu skupienia
Podczas ogrzewania (dostarczania ciepła) bez zmiany stanu skupienia
dochodzi do wzrostu temperatury ciała. W przypadku odwrotnym - oziębiania
- temperatura maleje.
Większość substancji (ciała stałe, ciecze, gazy) reaguje zmianą na
dostarczone ciepło w sposób proporcjonalny - tzn. np. 2 razy większe
dostarczone ciepło powoduje 2 razy większy przyrost temperatury. Rządzi
tym wzór:
Q = m cw Δt
Q - ciepło pobierane/oddawane przez ciało podczas ogrzewania/oziębiania - układzie SI wyrażone w dżulach J
m - masa substancji - układzie SI wyrażone w kilogramach
cw - ciepło właściwe tej substancji - układzie SI wyrażone w J/Kg∙K
Δt = tkońc - tpocz (przy ogrzewaniu) przyrost temperatury - jednostka w układzie SI: kelwin K
Δt = tpocz - tkońc (przy oziębianiu) zmiana temperatury - jednostka w układzie SI: kelwin K
Uwagi:
Powyżej zdefiniowane wartości dla Δt wiążą się z sytuacją, gdy wzór jest wykorzystywany do obliczeń w bilansie cieplny. Wtedy wartość ciepła powinna być podstawiana jako dodatnia. Jednak jest to tylko konwencja.
W przypadku gdy nie zachodzą żadne dodatkowe procesy, to najczęściej wyznaczane w tym wzorze ciepło jest równe po prostu zmianie energii wewnętrznej ogrzewanego ciała. Jest to nieco dokładniej opisane w rozdziale poświęconym pierwszej zasadzie termodynamiki.
Ciepło właściwe
Ciepło właściwe jest współczynnikiem określającym skłonność ciała do łatwiejszej lub trudniejszej zmiany temperatury pod wpływem dostarczonej energii cieplnej. Więcej informacji na ten temat znajduje się w rozdziale ciepło właściwe.