Передача тепла (енергії) та теплова рівновага - фізика 298

Альберт Ейнштейн

• Як ми бачили в нульовому законі термодинаміки, коли два об'єкти потрапляють в контакт, тепло (енергія) передається від одного до іншого, поки вони не досягнуть однакової температури (перебувають у тепловій рівновазі). Коли предмети мають однакову температуру, тепловіддача відсутня.

• Оскільки тепло є формою енергії, його можна виміряти в Джоулях. Історично склалося так, що, оскільки тепло вважалося окремою формою енергії, термодинаміка була розроблена з використанням одиниці енергії, унікальної для тепла - калорії. Взаємозв'язок між Джоулями та калоріями відомий як механічна еквівалентність тепла,

1 ккал = тепло, необхідне для підйому 1 кг води через 1 0 C

Британська теплова установка (Btu), яка все ще використовується в США, визначається аналогічно калорії, але з використанням британських одиниць,

1 Btu = Тепло, необхідне для підйому 1 фунт води через 10 ° F

• З огляду на ці визначення, кількість теплоти, необхідна для зміни температури маси, м по, задається як,

• Теплоємність об'єкта, C, визначається як,

• Знання специфічних тепла та/або теплової потужності та той факт, що енергія повинна зберігатися, дозволяє нам визначити температуру рівноваги двох об'єктів спочатку при різних температурах, вимагаючи, щоб,

• Для більшості речовин існує три «фази» - тверда, рідка та газоподібна. Під час фазової зміни змінюється структура (а не склад) речовини.

• Зазвичай у твердому тілі складені атоми або молекули розташовані в жорсткій решітчастій структурі - кожен атом або молекула значною мірою закріплений у просторі.
• Коли речовина плавиться, перетворюючись на рідину, структура решітки руйнується, і кожен атом/молекула може вільно рухатися по простору, зайнятому рідиною, але речовина все одно підтримує певну поверхню.
• При випаровуванні речовина вже не має певної поверхні, атоми/молекули поводяться як газ, маючи дуже мало взаємодії між собою.

---