Mi a hő?
Amikor két vagy több, különböző hőmérsékletű test érintkezik egymással, a hő a magasabb hőmérsékletű testből az alacsonyabb hőmérsékletű testbe kerül .
Csak akkor van hő, ha hőmérséklet-különbség van, és addig folytatódik, amíg a hőmérséklet kiegyenlítődik, vagyis amíg el nem éri a hőegyensúlyt .
Hőtípusok
Két dolog történhet, ha egy tárgy elnyeli a hőt: vagy a hőmérséklet emelkedik (érzékeny hő), vagy a fizikai állapot megváltozik (látens hő)
Az érzékeny hő az a hő, amely miatt egy tárgy hőmérséklete megváltozik anélkül, hogy megváltoztatná annak fizikai állapotát. Ilyen például a víz melegítése \ (20 ^ \ mathrm \) és \ (79 ^ \ mathrm \) között.
A látens hő az a hő, amely miatt a tárgy fizikai állapota megváltozik, de a hőmérséklet változása nélkül. Példa erre a jégkocka megolvadásához szükséges hő. Ennek a folyamatnak a kezdetétől a végéig a víz értéke \ (0 ^ \ mathrm \) lesz, mivel ez az olvadáspontja.
A hőmennyiség \ (S. I \) mértékegysége a joule \ ((J) \), de van még egy nagyon gyakori hőegység, amely a kalória \ ((c a l) \):
De hogyan számíthatjuk ki ezeket a hőátadásokat? Ezt fogjuk most felfedezni!
Hogyan lehet kiszámítani az érzékeny hőt?
A test által átvitt vagy elnyelt érzékeny hőt a következők adják:
\ (Q = m \ cdot c \ cdot \ Delta T \)
\ (Q \) az átadott vagy kapott hőmennyiség, joule vagy kalória;
\ (m \) a test tömege;
\ (c \) a test fajlagos hője (az anyag tulajdonsága). Általában egysége \ (c a l/g. K \) vagy \ (J/K g. K \) .
\ (\ Delta T = T_-T_\) a végső és a kezdeti hőmérséklet közötti különbség.
Megjegyzés: A hőmérséklet SI mértékegysége Kelvin, de egyenletünkben a hőmérsékleti ingadozást fejezzük ki. Az történik, hogy a Celsius-hőmérsékleti változás megegyezik a Kelvin hőmérséklet-változásával! Tehát, ha a gyakorlat megadja a kezdő és a végső hőmérsékletet Celsius-ban, akkor nem kell Kelvin-re váltania, ha meg akarja változtatni! Uff! Egy munkával kevesebb!
A \ (\ Delta T \) előjellel megtudhatjuk, hogy ez a hő átkerül-e vagy elnyelődik-e.
Ha \ (\ Delta T> 0 \), akkor a \ (Q \) pozitív és a test hőt kap, mivel hőmérséklete növekszik.
Ha \ (\ Delta T, akkor \ (Q \) negatív, és a test hőveszteséget szenved, mivel hőmérséklete csökken.
Látens hő
A látens hőt a képlet adja meg:
\ (Q \) az átadott vagy átvett hőmennyiség;
\ (m \) a test tömege;
\ (L \) a fizikai állapot változásának látens hője.
Nincs sok rejtélye, csak az.
De honnan tudom, hogy a hőt adják-e vagy fogadják-e?
Ne feledje például, hogy a jégnek hőre van szüksége ahhoz, hogy folyékony vízzé alakuljon, és a víznek hőre is szüksége van, hogy gőzzé alakuljon.
Éppen ellenkezőleg, a gőznek fel kell adnia a hőt, hogy vízzé váljon, és a víznek le kell adnia a hőt is, hogy jéggé váljon.
Hőkapacitás
A hőkapacitás az anyag tömege és az anyag fajlagos hője közötti szorzat.
\ (Q = C \ cdot \ Delta T \)
Lehetséges, hogy a probléma a moláris fajlagos hő kifejezéssel működik, vagyis az a fajlagos hő, amelyet már moláris tömegegységként ismerünk. Tehát az a képlet lesz, amelyet használni fogunk
\ (Q = n. \ Bar. \ Delta T \)
Ahol \ (n \) a molok száma és \ (\ bar \) a moláris fajlagos hő.
Megjegyzés: a vakond egy olyan egység, amely \ (6,02.10 ^ \) értéket képvisel, és a következőképpen számítható:
Ahol \ (m \) az anyag tömege és \ (M \) az említett anyag moláris tömege.
Hőcsere rendszerekkel
Néhány gyakorlat felmerülhet, és arról beszélhet, hogy a test hőcserét folytat egy rendszerrel vagy annak környezetével.
Mit? Rendszer? Környezet?
Rendszer: ezt akarjuk elemezni. Például: egy pohár jeges víz.
Környezet: ez az, ami a rendszerben működik és módosítja. Példa: ugyanazt a vizet és jeget tartalmazó poharat láng fölé helyezzük. A láng hat a rendszerre és módosítja azt.
Hőtározó: nagy test, amely nem megy át lényeges hőmérsékleti változásokon, de hő donorként vagy befogadóként működik. Példa: egy tó. Ha forró vizet öntünk a tóba, a tó egészében nem változtatja meg az átlagos hőmérsékletét, de a forrásban lévő vízből hőt kap, ami csökkenti a hőmérsékletet.
Hőmérők
A hőmérők működési mechanizmusa teljes egészében a hőegyensúlyon alapszik, a hőmérő érintkezésbe kerül egy tárggyal, és amikor az objektummal hőháztartásba lépünk, garantálni tudjuk, hogy mindkettő hőmérséklete azonos.
A termodinamika nulla törvénye
A nulla törvény kimondja:
Tegyük fel, hogy két test (A) és \ (B \) hőegyensúlyban van (tökéletes, akkor azonos hőmérsékletűek).
Tegyük fel azt is, hogy az (A) és a (C) testek hőegyensúlyban vannak (jól, ugyanaz).
Tehát a Zero törvény azt mondja, hogy a (B) és a (C) testek szükségszerűen hőegyensúlyban vannak.
Energiatakarékosság
Tudjuk, hogy a hő egyfajta energia, és ez az energia konzerválható.
Tehát egy elszigetelt rendszerben minden, amit az egyik test elveszít, a másik nyer, így az átvitt és elnyelt hő összege nulla:
A gyakorlatban adjunk hozzá mindent és egyenlő nullát.
Ebben az esetben érzékeny hő \ (\ Delta T \) esetén figyelembe kell venni a jelet. \ (Q azoknak, akik lehűlnek és \ (Q> 0 \) azoknak, akik felmelegednek.
Nem szigetelt rendszerekben, vagyis amikor a rendszerben hőnövekedés vagy -veszteség tapasztalható, az egyenlet így néz ki:
Ahol \ (\ Sigma Q = Q_ /> \) a rendszerbe juttatott vagy a rendszerből kinyert hő.
Ezer és egy megtanulandó dolog. Mi végezzük a gyakorlatokat?