Kako se određuje količina topline? Količina topline

(ili prijenos topline).

Specifični toplinski kapacitet tvari.

Toplinski kapacitet je količina topline koju apsorbira tijelo kada se zagrije za 1 stupanj.

Toplinski kapacitet tijela označava se velikim latiničnim slovom S.

Što određuje toplinski kapacitet tijela? Prije svega, od svoje mase. Jasno je da će zagrijavanje, na primjer, 1 kilograma vode zahtijevati više topline nego zagrijavanje 200 grama.

Što je s vrstom tvari? Napravimo eksperiment. Uzmimo dvije identične posude i, ulijevajući u jednu vodu težine 400 g, au drugu biljno ulje težine 400 g, počet ćemo ih zagrijavati uz pomoć identičnih plamenika. Promatrajući očitanja termometara, vidjet ćemo da se ulje brzo zagrijava. Da bi se voda i ulje zagrijali na istu temperaturu, vodu je potrebno duže zagrijavati. Ali što dulje zagrijavamo vodu, to više topline dobiva od plamenika.

Dakle, za zagrijavanje iste mase različitih tvari na istu temperaturu potrebne su različite količine topline. Količina topline potrebna za zagrijavanje tijela, a time i njegov toplinski kapacitet ovise o vrsti tvari od koje se to tijelo sastoji.

Tako je, na primjer, za povećanje temperature vode mase 1 kg za 1 °C potrebna količina topline jednaka 4200 J, a za zagrijavanje iste mase suncokretovog ulja za 1 °C potrebna je količina potrebna je toplina jednaka 1700 J.

Fizička veličina koja pokazuje koliko je topline potrebno za zagrijavanje 1 kg tvari za 1 ºS zove se određena toplina ovu tvar.

Svaka tvar ima svoj specifični toplinski kapacitet koji se označava latiničnim slovom c i mjeri u džulima po kilogram-stupnju (J/(kg°C)).

Specifični toplinski kapacitet iste tvari u različitim agregatnim stanjima (krutom, tekućem i plinovitom) je različit. Na primjer, specifični toplinski kapacitet vode je 4200 J/(kg ºS), a specifični toplinski kapacitet leda je 2100 J/(kg ºS); aluminij u čvrstom stanju ima specifični toplinski kapacitet od 920 J/(kg - °C), a u tekućem stanju 1080 J/(kg - °C).

Imajte na umu da voda ima vrlo visok specifični toplinski kapacitet. Stoga voda u morima i oceanima, zagrijavajući se ljeti, apsorbira veliku količinu topline iz zraka. Zbog toga, na onim mjestima koja se nalaze u blizini velikih vodenih tijela, ljeto nije tako vruće kao na mjestima daleko od vode.

Izračun količine topline potrebne za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja.

Iz navedenog je jasno da količina topline potrebna za zagrijavanje tijela ovisi o vrsti tvari od koje se tijelo sastoji (odnosno o njegovom specifičnom toplinskom kapacitetu) i o masi tijela. Također je jasno da količina topline ovisi o tome za koliko stupnjeva ćemo povećati temperaturu tijela.

Dakle, da biste odredili količinu topline potrebnu za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, morate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove konačne i početne temperature:

Q = cm (t 2 - t 1 ) ,

Gdje Q- količina topline, c je specifični toplinski kapacitet, m- tjelesna masa , t 1 - početna temperatura, t 2 je konačna temperatura.

Kad se tijelo zagrije t 2 > t 1 i zbog toga Q > 0 . Kad se tijelo ohladi t 2i< t 1 i zbog toga Q< 0 .

Ako je poznat toplinski kapacitet cijelog tijela S, Q određuje se formulom:

Q \u003d C (t 2 - t 1 ) .

Toplinski kapacitet je količina topline koju apsorbira tijelo kada se zagrije za 1 stupanj.

Toplinski kapacitet tijela označava se velikim latiničnim slovom S.

Što određuje toplinski kapacitet tijela? Prije svega, od svoje mase. Jasno je da će zagrijavanje, na primjer, 1 kilograma vode zahtijevati više topline nego zagrijavanje 200 grama.

Što je s vrstom tvari? Napravimo eksperiment. Uzmimo dvije identične posude i, ulijevajući u jednu vodu težine 400 g, au drugu biljno ulje težine 400 g, počet ćemo ih zagrijavati uz pomoć identičnih plamenika. Promatrajući očitanja termometara, vidjet ćemo da se ulje brzo zagrijava. Da bi se voda i ulje zagrijali na istu temperaturu, vodu je potrebno duže zagrijavati. Ali što dulje zagrijavamo vodu, to više topline dobiva od plamenika.

Dakle, za zagrijavanje iste mase različitih tvari na istu temperaturu potrebne su različite količine topline. Količina topline potrebna za zagrijavanje tijela, a time i njegov toplinski kapacitet ovise o vrsti tvari od koje se to tijelo sastoji.

Tako je npr. za povećanje temperature 1 kg vode za 1°C potrebna količina topline jednaka 4200 J, a za zagrijavanje iste mase suncokretovog ulja za 1°C potrebna je količina topline jednaka 1700 J. J je potrebno.

Fizička veličina koja pokazuje koliko je topline potrebno za zagrijavanje 1 kg tvari za 1 ºS zove se određena toplina ovu tvar.

Svaka tvar ima svoj specifični toplinski kapacitet koji se označava latiničnim slovom c i mjeri u džulima po kilogram-stupnju (J/(kg°C)).

Specifični toplinski kapacitet iste tvari u različitim agregatnim stanjima (krutom, tekućem i plinovitom) je različit. Na primjer, specifični toplinski kapacitet vode je 4200 J/(kg ºS), a specifični toplinski kapacitet leda je 2100 J/(kg ºS); aluminij u čvrstom stanju ima specifični toplinski kapacitet od 920 J / (kg - ° C), au tekućem stanju - 1080 J / (kg - ° C).

Imajte na umu da voda ima vrlo visok specifični toplinski kapacitet. Stoga voda u morima i oceanima, zagrijavajući se ljeti, apsorbira veliku količinu topline iz zraka. Zbog toga, na onim mjestima koja se nalaze u blizini velikih vodenih tijela, ljeto nije tako vruće kao na mjestima daleko od vode.

Izračun količine topline potrebne za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja.

Iz navedenog je jasno da količina topline potrebna za zagrijavanje tijela ovisi o vrsti tvari od koje se tijelo sastoji (odnosno o njegovom specifičnom toplinskom kapacitetu) i o masi tijela. Također je jasno da količina topline ovisi o tome za koliko stupnjeva ćemo povećati temperaturu tijela.

Dakle, da biste odredili količinu topline potrebnu za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, morate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove konačne i početne temperature:

Q= cm (t 2 -t 1),

Gdje Q- količina topline, c- specifični toplinski kapacitet, m- tjelesna masa, t1- početna temperatura, t2- konačna temperatura.

Kad se tijelo zagrije t2> t1 i zbog toga Q >0 . Kad se tijelo ohladi t 2i< t1 i zbog toga Q< 0 .

Ako je poznat toplinski kapacitet cijelog tijela S, Q određuje se formulom: Q \u003d C (t 2 - t1).

22) Taljenje: definicija, proračun količine topline za taljenje ili skrućivanje, specifična toplina taljenja, graf t 0 (Q).

Termodinamika

Grana molekularne fizike koja proučava prijenos energije, obrasce transformacije jednih vrsta energije u druge. Za razliku od molekularno-kinetičke teorije, termodinamika ne uzima u obzir unutarnju strukturu tvari i mikroparametre.

Termodinamički sustav

Ovo je skup tijela koja međusobno ili s okolinom izmjenjuju energiju (u obliku rada ili topline). Na primjer, voda u čajniku se hladi, dolazi do izmjene topline vode s čajnikom i čajnika s okolinom. Cilindar s plinom ispod klipa: klip obavlja rad, uslijed čega plin dobiva energiju i mijenjaju se njegovi makro parametri.

Količina topline

Ovaj energije, koju prima ili daje sustav u procesu izmjene topline. Označava se simbolom Q, mjeri se, kao i svaka energija, u džulima.

Kao rezultat različitih procesa prijenosa topline, energija koja se prenosi određena je na svoj način.

Grijanje i hlađenje

Ovaj proces karakterizira promjena temperature sustava. Količina topline određena je formulom

Specifični toplinski kapacitet tvari sa mjereno količinom topline potrebnom za zagrijavanje jedinice mase ove tvari za 1K. Zagrijavanje 1 kg stakla ili 1 kg vode zahtijeva različitu količinu energije. Specifični toplinski kapacitet je poznata vrijednost već izračunata za sve tvari, pogledajte vrijednost u fizičkim tablicama.

Toplinski kapacitet tvari C- ovo je količina topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela bez uzimanja u obzir njegove mase za 1K.

Taljenje i kristalizacija

Taljenje je prijelaz tvari iz krutog u tekuće stanje. Obrnuti prijelaz naziva se kristalizacija.

Energija potrošena na uništavanje kristalne rešetke tvari određena je formulom

Specifična toplina taljenja je poznata vrijednost za svaku tvar, pogledajte vrijednost u fizičkim tablicama.

Isparavanje (isparavanje ili vrenje) i kondenzacija

Isparavanje je prijelaz tvari iz tekućeg (krutog) stanja u plinovito stanje. Obrnuti proces naziva se kondenzacija.

Specifična toplina isparavanja je poznata vrijednost za svaku tvar, pogledajte vrijednost u fizičkim tablicama.

Izgaranje

Količina topline koja se oslobađa kada tvar gori

Specifična toplina izgaranja je poznata vrijednost za svaku tvar, pogledajte vrijednost u fizičkim tablicama.

Za zatvoreni i adijabatski izolirani sustav tijela jednadžba toplinske ravnoteže je zadovoljena. Algebarski zbroj količina topline koju daju i primaju sva tijela koja sudjeluju u izmjeni topline jednaka je nuli:

Q 1 +Q 2 +...+Q n =0

23) Struktura tekućina. površinski sloj. Sila površinske napetosti: primjeri manifestacije, proračun, koeficijent površinske napetosti.

S vremena na vrijeme, bilo koja se molekula može pomaknuti na susjedno prazno mjesto. Takvi skokovi u tekućinama događaju se prilično često; dakle, molekule nisu vezane za određene centre, kao u kristalima, i mogu se kretati po cijelom volumenu tekućine. Ovo objašnjava fluidnost tekućina. Zbog jake interakcije između blisko raspoređenih molekula, one mogu formirati lokalne (nestabilne) uređene skupine koje sadrže nekoliko molekula. Ova pojava se zove poredak kratkog dometa(Slika 3.5.1).

Koeficijent β naziva se temperaturni koeficijent ekspanzije volumena . Ovaj koeficijent za tekućine je deset puta veći nego za čvrste tvari. Za vodu, na primjer, pri temperaturi od 20 ° C, β in ≈ 2 10 - 4 K - 1, za čelik β st ≈ 3,6 10 - 5 K - 1, za kvarcno staklo β kv ≈ 9 10 - 6 K - 1 .

Toplinsko širenje vode ima zanimljivu i važnu anomaliju za život na Zemlji. Na temperaturama nižim od 4 °C voda se širi s padom temperature (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

Kada se voda smrzne, ona se širi, pa led ostaje plutati na površini vode koja se smrzava. Temperatura smrzavanja vode ispod leda je 0°C. U gušćim slojevima vode blizu dna akumulacije temperatura je oko 4 °C. Zahvaljujući tome, život može postojati u vodi ledenih rezervoara.

Najzanimljivija značajka tekućina je prisutnost slobodna površina . Tekućina, za razliku od plinova, ne ispunjava cijeli volumen posude u koju je ulivena. Nastaje sučelje između tekućine i plina (ili pare) koje se nalazi u posebnim uvjetima u usporedbi s ostatkom tekuće mase. Treba imati na umu da, zbog izrazito niske kompresibilnosti, prisutnost gušće zbijene površine sloj ne dovodi do primjetnih promjena u volumenu tekućine. Ako se molekula pomakne s površine u tekućinu, sile međumolekularnog međudjelovanja izvršit će pozitivan rad. Naprotiv, da bi povukli određeni broj molekula iz dubine tekućine na površinu (tj. povećali površinu tekućine), vanjske sile moraju izvršiti pozitivan rad Δ A vanjski, proporcionalan promjeni Δ S površina:

Iz mehanike je poznato da ravnotežna stanja sustava odgovaraju minimalnoj vrijednosti njegove potencijalne energije. Slijedi da slobodna površina tekućine nastoji smanjiti svoju površinu. Iz tog razloga slobodna kap tekućine poprima sferni oblik. Tekućina se ponaša kao da sile djeluju tangencijalno na njezinu površinu, smanjujući (kontrahirajući) tu površinu. Te se sile nazivaju sile površinske napetosti .

Prisutnost sila površinske napetosti čini da površina tekućine izgleda kao elastično rastegnuti film, s jedinom razlikom što elastične sile u filmu ovise o njegovoj površini (tj. o tome kako je film deformiran), a sile površinskog napetosti ne ovise na površini tekućine.

Neke tekućine, poput sapunice, imaju sposobnost stvaranja tankih filmova. Svi poznati mjehurići od sapunice imaju pravilan sferni oblik - to također očituje djelovanje sila površinske napetosti. Ako se u otopinu sapunice spusti žičani okvir čija je jedna strana pomična, on će cijeli biti prekriven filmom tekućine (slika 3.5.3).

Sile površinske napetosti nastoje skratiti površinu filma. Da bi se uravnotežila pomična strana okvira, na nju mora djelovati vanjska sila. Ako se pod djelovanjem sile prečka pomakne za Δ x, zatim rad Δ A ekst = F vanjski Δ x = Δ Ep = σΔ S, gdje je ∆ S = 2LΔ x je povećanje površine obje strane sapunskog filma. Kako su moduli sila i isti, možemo napisati:

Dakle, koeficijent površinske napetosti σ može se definirati kao modul sile površinske napetosti koja djeluje po jedinici duljine linije koja ograničava površinu.

Zbog djelovanja sila površinske napetosti u kapljicama tekućine i unutar mjehurića sapunice stvara se prekomjerni tlak Δ str. Ako mentalno prerežemo sferičnu kap polumjera R na dvije polovice, tada svaka od njih mora biti u ravnoteži pod djelovanjem sila površinske napetosti primijenjenih na granicu reza duljine 2π R te sile nadpritiska koje djeluju na površinu π R 2 odjeljka (sl. 3.5.4). Uvjet ravnoteže piše se kao

Ako su te sile veće od sila međudjelovanja između molekula same tekućine, tada tekućina mokri površina čvrstog tijela. U tom slučaju tekućina prilazi površini krutog tijela pod nekim oštrim kutom θ, koji je karakterističan za dani par tekućina-kruto. Kut θ naziva se kontaktni kut . Ako sile interakcije između molekula tekućine premašuju sile njihove interakcije s molekulama krutih tvari, kontaktni kut θ ispada tup (slika 3.5.5). U ovom slučaju se kaže da tekućina ne mokri površina čvrstog tijela. Na potpuno vlaženjeθ = 0, pri potpuno nekvašenjeθ = 180°.

kapilarne pojave zove se porast ili pad tekućine u cijevima malog promjera - kapilare. Močeće tekućine se dižu kroz kapilare, nemočeće se spuštaju.

Na sl. 3.5.6 prikazuje kapilarnu cijev određenog radijusa r spušten donjim krajem u tekućinu za vlaženje gustoće ρ. Gornji kraj kapilare je otvoren. Dizanje tekućine u kapilari nastavlja se sve dok sila gravitacije koja djeluje na stupac tekućine u kapilari ne postane jednaka u apsolutnoj vrijednosti rezultirajućoj F n sile površinske napetosti koje djeluju duž granice kontakta tekućine s površinom kapilare: F t = F n, gdje F t = mg = ρ hπ r 2 g, F n = σ2π r cos θ.

Iz čega slijedi:

S potpunim nekvašenjem, θ = 180°, cos θ = –1 i, prema tome, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Voda gotovo potpuno nakvasi čistu staklenu površinu. Nasuprot tome, živa ne smoči potpuno staklenu površinu. Zbog toga razina žive u staklenoj kapilari pada ispod razine u posudi.

24) Isparavanje: definicija, vrste (isparavanje, vrenje), proračun količine topline za isparavanje i kondenzaciju, specifična toplina isparavanja.

Isparavanje i kondenzacija. Objašnjenje fenomena isparavanja na temelju ideja o molekularnoj strukturi tvari. Specifična toplina isparavanja. Njezine jedinice.

Pojava prelaska tekućine u paru naziva se isparavanje.

Isparavanje - proces isparavanja koji se javlja s otvorene površine.

Molekule tekućine kreću se različitim brzinama. Ako se neka molekula nalazi na površini tekućine, ona može nadvladati privlačnost susjednih molekula i izletjeti iz tekućine. Molekule koje izlaze tvore paru. Brzine preostalih molekula tekućine mijenjaju se pri sudaru. U tom slučaju neke molekule postižu brzinu dovoljnu da izlete iz tekućine. Taj se proces nastavlja, pa tekućine sporo isparavaju.

*Brzina isparavanja ovisi o vrsti tekućine. Brže isparavaju one tekućine u kojima se molekule privlače s manjom silom.

*Do isparavanja može doći na bilo kojoj temperaturi. Ali na višim temperaturama isparavanje je brže .

*Brzina isparavanja ovisi o njegovoj površini.

*Kod vjetra (strujanja zraka), isparavanje se događa brže.

Tijekom isparavanja unutarnja energija opada jer. tijekom isparavanja, brze molekule napuštaju tekućinu, stoga se prosječna brzina preostalih molekula smanjuje. To znači da ako nema dotoka energije izvana, tada se temperatura tekućine smanjuje.

Pojava prelaska pare u tekućinu naziva se kondenzacija. Prati ga oslobađanje energije.

Kondenzacija pare objašnjava nastanak oblaka. Vodena para koja se diže iznad tla stvara oblake u gornjim hladnim slojevima zraka, koji se sastoje od sitnih kapljica vode.

Specifična toplina isparavanja - fizički. količina koja pokazuje koliko je topline potrebno da se tekućina mase 1 kg pretvori u paru bez promjene temperature.

Oud. toplina isparavanja označava se slovom L i mjeri se u J/kg

Oud. toplina isparavanja vode: L=2,3×10 6 J/kg, alkohola L=0,9×10 6

Količina topline potrebna da se tekućina pretvori u paru: Q = Lm

>>Fizika: Izračun količine topline potrebne za zagrijavanje tijela i koju ono oslobađa tijekom hlađenja

Da bismo naučili izračunati količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela, prvo ćemo utvrditi o kojim količinama ona ovisi.
Iz prethodnog odlomka već znamo da ta količina topline ovisi o vrsti tvari od koje se tijelo sastoji (tj. njegovom specifičnom toplinskom kapacitetu):
Q ovisi o c
Ali to nije sve.

Ako želimo zagrijati vodu u kotliću tako da postane samo topla, onda je nećemo dugo grijati. A da bi voda postala vruća, grijat ćemo je duže. Ali što je kuhalo duže u kontaktu s grijačem, to će više topline dobiti od njega.

Dakle, što se više mijenja temperatura tijela tijekom zagrijavanja, to mu se više topline mora predati.

Neka početna temperatura tijela bude jednaka tini, a konačna temperatura - tfin. Tada će se promjena tjelesne temperature izraziti razlikom:

Konačno, to svi znaju za grijanje, na primjer, za 2 kg vode potrebno je više vremena (a time i više topline) nego što je potrebno za zagrijavanje 1 kg vode. To znači da količina topline potrebna za zagrijavanje tijela ovisi o masi tog tijela:

Dakle, da biste izračunali količinu topline, morate znati specifični toplinski kapacitet tvari od koje je tijelo napravljeno, masu ovog tijela i razliku između njegove konačne i početne temperature.

Neka je, na primjer, potrebno odrediti koliko je topline potrebno za zagrijavanje željeznog dijela mase 5 kg, s tim da je njegova početna temperatura 20 °C, a konačna temperatura treba biti 620 °C.

Iz tablice 8 nalazimo da je specifični toplinski kapacitet željeza c = 460 J/(kg°C). To znači da je za zagrijavanje 1 kg željeza za 1 °C potrebno 460 J.
Za zagrijavanje 5 kg željeza za 1 °C potrebna je 5 puta veća količina topline, tj. 460 J * 5 = 2300 J.

Zagrijati željezo ne za 1 °C, već za A t \u003d 600 ° C, bit će potrebno još 600 puta više topline, tj. 2300 J X 600 = 1 380 000 J. Točno ista (modulo) količina topline će se osloboditi kada se ovo željezo ohladi sa 620 na 20 ° C.

Dakle, da biste pronašli količinu topline potrebnu za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, morate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove konačne i početne temperature:

??? 1. Navedite primjere koji pokazuju da količina topline koju tijelo primi zagrijavanjem ovisi o njegovoj masi i promjenama temperature. 2. Po kojoj je formuli količina topline potrebna za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa kada hlađenje?

S.V. Gromov, N.A. Domovina, fizika 8. razred

Dostavili čitatelji s internetskih stranica

Zadaci i odgovori iz fizike po razredima, preuzimanje sažetaka iz fizike, planiranje nastave fizike 8. razred, sve za pripremu učenika za nastavu, raspored sati iz fizike, testovi iz fizike online, domaći i radni

Sadržaj lekcije sažetak lekcije okvir za podršku lekcija prezentacija akcelerativne metode interaktivne tehnologije Praksa zadaci i vježbe samoprovjera radionice, treninzi, slučajevi, potrage domaća zadaća pitanja za raspravu retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video isječci i multimedija fotografije, slikovne grafike, tablice, sheme humor, anegdote, vicevi, stripovi parabole, izreke, križaljke, citati Dodaci sažetakačlanci čipovi za radoznale varalice udžbenici osnovni i dodatni rječnik pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i nastaveispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje fragmenta u udžbeniku elementi inovacije u lekciji zamjena zastarjelih znanja novima Samo za učitelje savršene lekcije kalendarski plan za godinu metodološke preporuke programa rasprave Integrirane lekcije

Što se brže zagrijava na štednjaku - čajnik ili kanta vode? Odgovor je očit - kuhalo za vodu. Onda je drugo pitanje zašto?

Odgovor nije ništa manje očit - jer je masa vode u kotliću manja. Sjajno. A sada možete doživjeti najpravije fizičko iskustvo sami kod kuće. Da biste to učinili, trebat će vam dvije jednake male posude, jednaka količina vode i biljnog ulja, na primjer, pola litre svaka i štednjak. Na istu vatru stavite posude s uljem i vodom. A sad samo gledajte što će se brže zagrijati. Ako postoji toplomjer za tekućine, možete ga koristiti, ako nema, možete samo s vremena na vrijeme probati temperaturu prstom, samo pazite da se ne opečete. U svakom slučaju, ubrzo ćete vidjeti da se ulje zagrijava znatno brže od vode. I još jedno pitanje, koje se također može implementirati u obliku iskustva. Što brže prokuha - topla ili hladna voda? Opet je sve očito – prvi će završiti onaj topli. Čemu sva ta čudna pitanja i eksperimenti? Da bi se odredila fizikalna veličina koja se naziva "količina topline".

Količina topline

Količina topline je energija koju tijelo gubi ili dobiva tijekom prijenosa topline. To je jasno iz naziva. Hlađenjem će tijelo izgubiti određenu količinu topline, a zagrijavanjem će je apsorbirati. A odgovori na naša pitanja pokazali su nam o čemu ovisi količina topline? Prvo, što je veća masa tijela, veća je količina topline koja se mora utrošiti da bi se njegova temperatura promijenila za jedan stupanj. Drugo, količina topline potrebna za zagrijavanje tijela ovisi o tvari od koje je ono sastavljeno, odnosno o vrsti tvari. I treće, razlika u tjelesnoj temperaturi prije i poslije prijenosa topline također je važna za naše izračune. Na temelju navedenog možemo odredite količinu topline prema formuli:

gdje je Q količina topline,
m - tjelesna težina,
(t_2-t_1) - razlika između početne i konačne temperature tijela,
c - specifični toplinski kapacitet tvari, nalazi se iz odgovarajućih tablica.

Pomoću ove formule možete izračunati količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje bilo kojeg tijela ili koju će to tijelo osloboditi kada se ohladi.

Količina topline se mjeri u džulima (1 J), kao i svaki drugi oblik energije. Međutim, ova vrijednost je uvedena ne tako davno, a ljudi su počeli mjeriti količinu topline mnogo ranije. I koristili su jedinicu koja se naširoko koristi u naše vrijeme - kaloriju (1 cal). 1 kalorija je količina topline potrebna da se temperatura 1 grama vode povisi za 1 stupanj Celzijusa. Vodeći se ovim podacima, ljubitelji brojanja kalorija u hrani koju jedu mogu, zanimljivosti radi, izračunati koliko litara vode mogu prokuhati s energijom koju unesu hranom tijekom dana.

Pojam količine topline formiran je u ranim fazama razvoja moderne fizike, kada još nije bilo jasnih ideja o unutarnjoj strukturi materije, o tome što je energija, o tome koji oblici energije postoje u prirodi i o energiji kao oblik kretanja i preobrazbe materije.

Pod količinom topline podrazumijeva se fizikalna veličina koja je ekvivalentna energiji prenesenoj na materijalno tijelo u procesu izmjene topline.

Zastarjela jedinica količine topline je kalorija, jednaka 4,2 J, danas se ova jedinica praktički ne koristi, a džul je zauzeo njeno mjesto.

U početku se pretpostavljalo da je nositelj toplinske energije neki potpuno bestežinski medij koji ima svojstva tekućine. Brojni fizikalni problemi prijenosa topline rješavani su i još uvijek se rješavaju na temelju te premise. Postojanje hipotetskog kalorija uzeto je kao osnova za mnoge suštinski točne konstrukcije. Vjerovalo se da se kalorija oslobađa i apsorbira u fenomenima zagrijavanja i hlađenja, taljenja i kristalizacije. Ispravne jednadžbe za procese prijenosa topline dobivene su iz netočnih fizikalnih koncepata. Poznat je zakon prema kojem je količina topline izravno proporcionalna masi tijela uključenog u izmjenu topline i temperaturnom gradijentu:

Gdje je Q količina topline, m masa tijela, a koeficijent S- veličina koja se naziva specifični toplinski kapacitet. Specifični toplinski kapacitet je karakteristika tvari uključene u proces.

Rad u termodinamici

Kao rezultat toplinskih procesa može se izvršiti čisto mehanički rad. Na primjer, kada se zagrijava, plin povećava svoj volumen. Uzmimo situaciju kao na slici ispod:

U tom će slučaju mehanički rad biti jednak sili pritiska plina na klip pomnoženoj s putem koji prijeđe klip pod pritiskom. Naravno, ovo je najjednostavniji slučaj. Ali čak iu njemu se može uočiti jedna poteškoća: sila pritiska ovisit će o volumenu plina, što znači da nemamo posla s konstantama, već s varijablama. Budući da su sve tri varijable: tlak, temperatura i volumen međusobno povezane, izračun rada postaje znatno kompliciraniji. Postoje neki idealni, beskonačno spori procesi: izobarni, izotermni, adijabatski i izohorni - za koje se takvi proračuni mogu izvesti relativno jednostavno. Iscrtava se dijagram tlaka u odnosu na volumen, a rad se izračunava kao integral oblika.