Кількість теплоти, що виділяється при охолодженні речовини формула. Внутрішня енергія

Як ми знаємо, внутрішня енергія тіла може змінюватися як із виконанні роботи, і з допомогою теплопередачі (не виконуючи роботу). Головна різниця між роботою та кількістю теплоти полягає в тому, що робота визначає процес перетворення внутрішньої енергії системи, що супроводжується трансформацією енергії з одного виду в інший.

У тому випадку, якщо зміна внутрішньої енергії протікає за допомогою теплопередачі, перехід енергії з одного тіла до іншого здійснюється за рахунок теплопровідності, випромінювання, або конвекції.

Енергія, яку тіло втрачає або отримує під час теплопередачі, називається кількістю теплоти.

При обчисленні кількості теплоти необхідно знати, які величини впливають на нього.

Від двох однакових пальників будемо нагрівати дві судини. В одній посудині 1 кг води, в іншій – 2 кг. Температура води у двох судинах спочатку однакова. Ми можемо бачити, що за один і той же час вода в одній із судин нагрівається швидше, хоча обидві судини отримують однакову кількість теплоти.

Таким чином, робимо висновок: чим більша маса даного тіла, тим більше теплоти слід витратити, щоб знизити, або підвищити його температуру на таку ж кількість градусів.

Коли тіло остигає, воно віддає сусіднім предметам тим більше теплоти, чим більше його маса.

Ми всі знаємо, що якщо потрібно нагріти повний чайник води до температури 50°C, ми витратимо менше часу на цю дію, ніж для нагрівання чайника з тим самим об'ємом води, але лише до 100°C. У разі номер один воді буде віддано менше теплоти, ніж у другому.

Таким чином, кількість теплоти, потрібна для нагрівання, безпосередньо залежить від того, на скільки градусівзможе нагрітися тіло. Можна зробити висновок: кількість теплоти залежить від різниці температур тіла.

Але чи можна визначити кількість теплоти, необхідної не для нагрівання води, а якоїсь іншої речовини, припустимо, олії, свинцю чи заліза.

Наповнимо один посуд водою, а інший наповнимо рослинним маслом. Маси води та олії рівні. Обидві судини будемо рівномірно підігрівати на однакових пальниках. Почнемо досвід при рівній початковій температурі олії та води. Через п'ять хвилин, вимірявши температури олії та води, що нагрілися, ми помітимо, що температура олії набагато вище температури води, хоча обидві рідини отримували однакову кількість тепла.

Напрошується очевидний висновок: при нагріванні рівних масолії та води при однаковій температурі потрібно різна кількістьтеплоти.

І ми відразу робимо ще один висновок: кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання тіла, безпосередньо залежить від речовини, з якої складається саме тіло (роду речовини).

Отже, кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла (чи що виділяється при охолодженні), безпосередньо залежить від маси даного тіла, варіативності його температури, і навіть роду речовини.

Кількість теплоти позначають символом Q. Як і інші різні видиенергії, кількість теплоти вимірюється у джоулях (Дж) чи кілоджоулях (кДж).

1 кДж = 1000 Дж

Проте історія показує, що вчені стали вимірювати кількість теплоти задовго до того, як у фізиці з'явилося таке поняття як енергія. У той час була виведена спеціальна одиниця для вимірювання кількості теплоти - калорія (кал) або кілокалорія (ккал). Слово має латинське коріння, калор – спека.

1 ккал = 1000 кал

Калорія– це та кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання 1 г води на 1°C

1 кал = 4,19 Дж ≈ 4,2 Дж

1 ккал = 4190 Дж ≈ 4200 Дж ≈ 4,2 кДж

Залишились питання? Чи не знаєте, як зробити домашнє завдання?
Щоб отримати допомогу репетитора – зареєструйтесь.
Перший урок – безкоштовно!

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

У фокусі уваги нашої статті – кількість теплоти. Ми розглянемо поняття внутрішньої енергії, яка трансформується за зміни цієї величини. А також покажемо деякі приклади застосування розрахунків у людській діяльності.

Теплота

З будь-яким словом рідної мовикожна людина має свої асоціації. Вони визначаються особистим досвідомта ірраціональними почуттями. Що зазвичай здається при слові «теплота»? М'яка ковдра, працююча батарея центрального опаленнявзимку, перший сонячне світлонавесні, кіт. Або погляд матері, втішне слово друга, вчасно виявлену увагу.

Фізики мають на увазі під цим конкретний термін. І дуже важливий, особливо в деяких розділах цієї складної, але цікавої науки.

Термодинаміка

Розглядати кількість теплоти у відриві від найпростіших процесів, на які спирається закон збереження енергії, не варто нічого не буде зрозуміло. Тому спершу нагадаємо їх читачам.

Термодинаміка розглядає будь-яку річ або об'єкт як з'єднання дуже великої кількостіелементарних елементів – атомів, іонів, молекул. Її рівняння описують будь-яку зміну колективного стану системи як цілого і частини цілого при зміні макропараметрів. Під останніми розуміються температура (позначається як Т), тиск (Р), концентрація компонентів (зазвичай, З).

Внутрішня енергія

Внутрішня енергія - досить складний термін, у сенсі якого варто розібратися, перш ніж говорити про кількість теплоти. Він позначає ту енергію, яка змінюється зі збільшенням чи зменшенні значення макропараметрів об'єкта і залежить від системи отсчета. Є частиною загальної енергії. Збігається з нею в умовах, коли центр мас досліджуваної речі спочиває (тобто відсутня кінетична складова).

Коли людина відчуває, що деякий об'єкт (скажімо, велосипед) нагрівся або охолонуло, це показує, що всі молекули та атоми, що становлять цю систему, зазнали зміни внутрішньої енергії. Проте незмінність температури значить збереження цього показника.

Робота та теплота

Внутрішня енергія будь-якої термодинамічної системи може перетворитися двома способами:

за допомогою здійснення над нею роботи;
при теплообмін з навколишнім середовищем.

Формула цього процесу виглядає так:

dU=Q-А, де U – внутрішня енергія, Q – теплота, А – робота.

Нехай читач не спокушається простотою висловлювання. Перестановка показує, що Q=dU+А, проте введення ентропії (S) наводить формулу виду dQ=dSxT.

Так як в даному випадку рівняння набуває вигляду диференціального, то і перше вираз вимагає того ж. Далі, залежно від сил, що діють в об'єкті, що досліджується, і параметра, який обчислюється, виводиться необхідне співвідношення.

Візьмемо як приклад термодинамічної системи металеву кульку. Якщо на нього натиснути, підкинути вгору, впустити в глибокий колодязь, це означає зробити над ним роботу. Суто зовні всі ці нешкідливі дії кульки ніякої шкоди не завдадуть, але внутрішня енергія її зміниться, хоч і дуже ненабагато.

Другий спосіб – це теплообмін. Тепер підходимо до головної мети цієї статті: опис того, що така кількість теплоти. Це така зміна внутрішньої енергії термодинамічної системи, яка відбувається при теплообміні (див. формулу вище). Воно вимірюється у джоулях чи калоріях. Очевидно, що якщо кульку потримати над запальничкою, на сонці, або просто в теплій руці, То він нагріється. А далі можна змінити температуру знайти кількість теплоти, яку йому було при цьому повідомлено.

Чому газ – найкращий приклад зміни внутрішньої енергії, і чому через це школярі не люблять фізику

Вище ми описували зміни термодинамічних параметрів металевої кульки. Вони без спеціальних приладівне дуже помітні, і читачеві залишається повірити на слово про процеси, що відбуваються з об'єктом. Інша річ, якщо система – газ. Натисніть на нього – це буде видно, нагрійте – підніметься тиск, опустіть під землю – і це можна легко зафіксувати. Тому в підручниках найчастіше як наочна термодинамічна система беруть саме газ.

Але, на жаль, в сучасній освіті реальним дослідамприділяється не так багато уваги. Вчений, який пише методичний посібник, чудово розуміє, про що йдеться. Йому здається, що на прикладі молекул газу всі термодинамічні параметри будуть належним чином продемонстровані. Але учневі, який тільки відкриває собі цей світ, нудно слухати про ідеальну колбу з теоретичним поршнем. Якби в школі існували справжні дослідні лабораторії і на роботу в них виділялися годинники, все було б інакше. Поки що, на жаль, досліди лише на папері. І, швидше за все, саме це стає причиною того, що люди вважають цей розділ фізики чимось суто теоретичним, далеким від життя та непотрібним.

Тому ми вирішили як приклад навести вже згадуваний велосипед. Людина тисне на педалі – здійснює над ними роботу. Крім повідомлення всьому механізму моменту, що крутить (завдяки якому велосипед і переміщається в просторі), змінюється внутрішня енергія матеріалів, з яких зроблені важелі. Велосипедист натискає на ручки, щоб повернути - і знову здійснює роботу.

Внутрішня енергія зовнішнього покриття (пластику чи металу) збільшується. Людина виїжджає на галявину під яскраве сонце – велосипед нагрівається, змінюється його кількість теплоти. Зупиняється відпочити в тіні старого дуба і система охолоджується, втрачаючи калорії або джоулі. Збільшує швидкість – зростає обмін енергією. Однак розрахунок кількості теплоти у всіх цих випадках покаже дуже невелику, непомітну величину. Тому і здається, що проявів термодинамічної фізики в реального життяні.

Застосування розрахунків щодо зміни кількості теплоти

Ймовірно, читач скаже, що все це дуже пізнавально, але навіщо нас так мучать у школі цими формулами. А зараз ми наведемо приклади, в яких сферах людської діяльності вони потрібні безпосередньо і як це стосується будь-кого в його повсякденності.

Для початку подивіться навколо себе та порахуйте: скільки предметів із металу вас оточують? Напевно, більше десяти. Але перш ніж стати скріпкою, вагоном, кільцем чи флешкою, будь-який метал проходить виплавку. Кожен комбінат, на якому переробляють, скажімо, залізну руду, повинен розуміти, скільки потрібно палива, щоб оптимізувати витрати. А розраховуючи це, необхідно знати теплоємність металовмісної сировини та кількість теплоти, яку йому необхідно повідомити, щоб відбулися всі технологічні процеси. Оскільки енергія, що виділяється одиницею палива, розраховується в джоулях або калоріях, то формули потрібні безпосередньо.

Або інший приклад: у більшості супермаркетів є відділ із замороженими товарами – рибою, м'ясом, фруктами. Там, де сировина з м'яса тварин чи морепродуктів перетворюється на напівфабрикат, повинні знати, скільки електрики вживуть холодильні та морозильні установки на тонну чи одиницю готового продукту. Для цього слід розрахувати, скільки теплоти втрачає кілограм полуниці або кальмарів при охолодженні на один градус Цельсія. А в результаті це покаже, скільки електрики витратить морозильник певної потужності.

Літаки, пароплави, поїзди

Вище ми показали приклади щодо нерухомих, статичних предметів, яким повідомляють або які, навпаки, забирають певну кількість теплоти. Для об'єктів, що в процесі роботи рухаються в умовах постійної температури, розрахунки кількості теплоти важливі з іншої причини.

Є таке поняття, як "втома металу". Включає воно також і гранично допустимі навантаження при певній швидкості зміни температури. Уявіть, літак злітає із вологих тропіків у заморожені верхні шари атмосфери. Інженерам доводиться багато працювати, щоб він не розвалився через тріщини в металі, які з'являються при перепаді температури. Вони шукають такий склад сплаву, який може витримати реальні навантаження і матиме великий запас міцності. А щоб не шукати наосліп, сподіваючись випадково натрапити на потрібну композицію, доводиться робити багато розрахунків, у тому числі й тих, що включають зміни кількості теплоти.

Коли ми обговорюватимемо способи опалення будинку, варіанти зниження витоків тепла, ми повинні розуміти, що таке тепло, в яких одиницях воно вимірюється, як передається і як втрачається. На цій сторінці будуть наведені основні відомості з курсу фізики, які необхідні для розгляду всіх перерахованих питань.

Теплота - один із способів передачі енергії

Енергія, яку отримує або втрачає тіло в процесі теплообміну з навколишнім середовищем, називається кількістю теплоти або просто теплотою.

У строгому сенсі теплота є одним із способів передачі енергії, і фізичний сенс має лише кількість енергії, передане системі, але слово «тепло-» входить у такі усталені наукові поняття, як потік тепла, теплоємність, теплота фазового переходу, теплота хімічної реакції, теплопровідність та ін. Тому там, де таке слововживання не вводить в оману, поняття «теплота» та «кількість теплоти» синонімічні. Однак цими термінами можна користуватись лише за умови, що їм дано точне визначення, і в жодному разі «кількість теплоти» не можна відносити до початкових понять, що не вимагають визначення. Щоб уникнути помилок під поняттям «теплота», слід розуміти саме спосіб передачі енергії, а кількість переданої цим способом енергії позначають поняттям «кількість теплоти». Рекомендується уникати такого терміну, як теплова енергія».

Теплота - це кінетична частина внутрішньої енергії речовини, яка визначається інтенсивним хаотичним рухом молекул і атомів, з яких ця речовина складається. Мірою інтенсивності руху молекул є температура. Кількість теплоти, яким володіє тіло за даної температури, залежить від його маси; наприклад, при одній і тій же температурі у великій чашці з водою полягає більше теплоти, ніж у маленькій, а у відрі холодною водоюйого може бути більше, ніж у чашці з гарячою водою(хоча температура води у відрі та нижче).

Теплота є однією з форм енергії, а тому повинна вимірюватися в одиницях енергії. У міжнародній системі СІ одиницею енергії є Джоуль (Дж). Допускається застосування позасистемної одиниці кількості теплоти — калорії: міжнародна калорія дорівнює 4,1868 Дж.

Теплообмін та теплопередача

Теплопередача - це процес перенесення теплоти всередині тіла або від одного тіла до іншого, зумовлений різницею температур. Інтенсивність перенесення теплоти залежить від властивостей речовини, різниці температур та підпорядковується експериментально встановленим законам природи. Щоб створювати ефективно працюючі системи нагрівання чи охолодження, різноманітні двигуни, енергоустановки, системи теплоізоляції, потрібно знати принципи теплопередачі. В одних випадках теплообмін небажаний (теплоізоляція плавильних печей, космічних корабліві т.п.), а в інших він повинен бути якнайбільше ( парові котли, теплообмінники, кухонний посуд). Існують три основні види теплопередачі: теплопровідність, конвекція та променистий теплообмін.

Теплопровідність

Якщо всередині тіла є різниця температур, то теплова енергія переходить від гарячішої його частини до холоднішої. Такий вид теплопередачі, зумовлений тепловими рухами та зіткненнями молекул, називається теплопровідністю. Теплопровідність стрижня оцінюється за величиною теплового потоку , який залежить від коефіцієнта теплопровідності, площі поперечного перерізучерез яке передається теплота і градієнта температури (відносини різниці температур на кінцях стрижня до відстані між ними). Одиницею теплового потоку є ват.

ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ ДЕЯКИХ РЕЧОВИН І МАТЕРІАЛІВ
Речовини та матеріали Теплопровідність, Вт/(м^2*К)
Метали
Алюміній ___________________205
Бронза _____________________105
Вольфрам ___________________159
Залізо ______________________67
Мідь _______________________389
Нікель ______________________58
Свинець ______________________35
Цинк _______________________113
Інші матеріали
Азбест _______________________0,08
Бетон ________________________0,59
Повітря _______________________0,024
Гагачий пух (нещільний) ______0,008
Дерево (горіх) ________________0,209
Тирса _______________________0,059
Гума (губчаста) ____________0,038
Скло _______________________0,75

Конвекція

Конвекція це теплообмін за рахунок переміщення мас повітря або рідини. Під час підведення тепла до рідини або газу збільшується інтенсивність руху молекул, а внаслідок цього підвищується тиск. Якщо рідина чи газ не обмежені обсягом, всі вони розширюються; локальна щільність рідини (газу) стає меншою, і завдяки виштовхуючим (архімедовим) силам нагріта частина середовища рухається вгору (саме тому тепле повітряу кімнаті піднімається від батарей до стелі). У простих випадках течії рідини трубою або обтікання плоскої поверхні коефіцієнт конвективного теплоперенесення можна розрахувати теоретично. Однак знайти аналітичне рішення задачі про конвекцію для турбулентного перебігу середовища поки що не вдається.

Теплове випромінювання

Третій вид теплопередачі – променистий теплообмін – відрізняється від теплопровідності та конвекції тим, що теплота в цьому випадку може передаватися через вакуум. Подібність його з іншими способами передачі тепла в тому, що він теж обумовлений різницею температур. Теплове випромінювання - це один із видів електромагнітного випромінювання.

Потужним випромінювачем теплової енергії є Сонце; воно нагріває Землю навіть з відривом 150 млн. км. Інтенсивність сонячного випромінюваннястановить приблизно 1,37 Вт/м2.

Інтенсивність теплопередачі шляхом теплопровідності та конвекції пропорційна температурі, а променистий тепловий потік пропорційний четвертому ступеню температури.

Теплоємність

Різні речовини мають різну здатність накопичувати тепло; це залежить від їхньої молекулярної структури і щільності. Кількість теплоти, необхідне підвищення температури одиниці маси речовини однією градус (1 °З чи 1 К), називається його питомою теплоємністю. Теплоємність вимірюється Дж/(кг К).

Зазвичай розрізняють теплоємність при постійному обсязі (C V) та теплоємність при постійному тиску ( З P), якщо під час нагрівання підтримуються постійними відповідно обсяг тіла чи тиск. Наприклад, щоб нагріти на 1 К один грам повітря в повітряній кулі, потрібно більше теплоти, ніж для такого ж його нагрівання в герметичній посудині з жорсткими стінками, оскільки частина енергії, що повідомляється повітряній кулі, Витрачається на розширення повітря, а не на його нагрівання. При нагріванні при постійному тиску частина теплоти йде виробництво роботи розширення тіла, а частина — збільшення його внутрішньої енергії, тоді як із нагріванні при постійному обсязі вся теплота витрачається збільшення внутрішньої енергії; у зв'язку з цим З Рзавжди більше, ніж C V. У рідин та твердих тілрізниця між З Рі C Vпорівняно мала.

Теплові машини

Теплові машини - це пристрої, що перетворюють теплоту в корисну роботу. Прикладами таких машин можуть бути компресори, турбіни, парові, бензинові і реактивні двигуни. Однією з найвідоміших теплових машин є парова турбіна, що використовується на сучасних теплових електростанціях. Спрощена схема такої електростанції малюнку 1.

Рис. 1. Спрощена схема паротурбінної електростанції, що працює на викопному паливі.

Робочу рідину - воду - перетворюють на перегріту пару в паровому котлі, що нагрівається за рахунок спалювання викопного палива (вугілля, нафти або природного газу). Пар високого тискуобертає вал парової турбіни, що приводить у дію генератор, що виробляє електроенергію. Відпрацьована пара конденсується при охолодженні проточною водою, яка поглинає частину теплоти. Далі вода подається в вежу (градирню), що охолоджує, звідки частина тепла йде в атмосферу. Конденсат за допомогою насоса повертають у паровий котел і весь цикл повторюється.

Іншим прикладом теплової машини може бути побутовий холодильник, схема якого представлена на рис. 2.

У холодильниках та побутові кондиціонериенергія щодо його забезпечення підводиться ззовні. Компресор підвищує температуру і тиск робочої речовини холодильника - фреону, аміаку або Вуглекислий газ. Перегрітий газ подається в конденсатор, де охолоджується та конденсується, віддаючи тепло навколишньому середовищі. Рідина, що виходить з патрубків конденсатора, проходить через клапан, що дроселює, у випарник, і частина її випаровується, що супроводжується різким зниженням температури. Випарник відбирає у камери холодильника тепло, яке нагріває робочу рідину в патрубках; ця рідина подається компресором у конденсатор, і цикл знову повторюється.

Процес передачі енергії від одного тіла до іншого без виконання роботи називається теплообміномабо теплопередачею. Теплообмін відбувається між тілами, які мають різну температуру. При встановленні контакту між тілами з різними температурами відбувається передача частини внутрішньої енергії від тіла з вищою температурою тілу, у якого температура нижче. Енергія, передана тілу внаслідок теплообміну, називається кількістю теплоти.

Питома теплоємність речовини:

Якщо процес теплопередачі не супроводжується роботою, то на підставі першого закону термодинаміки кількість теплоти дорівнює зміні внутрішньої енергії тіла: .

Середня енергія безладного поступального руху молекул пропорційна до абсолютної температури. Зміна внутрішньої енергії тіла дорівнює сумі алгебри змін енергії всіх атомів або молекул, число яких пропорційно масі тіла, тому зміна внутрішньої енергії і, отже, кількість теплоти пропорційно масі і зміні температури:

Коефіцієнт пропорційності у цьому рівнянні називається питомою теплоємністю речовини. Питома теплоємністьпоказує, скільки теплоти необхідне нагрівання 1 кг речовини на 1 До.

Робота в термодинаміці:

У механіці робота визначається як добуток модулів сили та переміщення та косинуса кута між ними. Робота відбувається при дії сили на тіло, що рухається, і дорівнює зміні його кінетичної енергії.

У термодинаміці рух тіла як цілого не розглядається, йдеться про переміщення частин макроскопічного тіла щодо один одного. У результаті змінюється об'єм тіла, яке швидкість залишається рівної нулю. Робота в термодинаміці визначається так само, як і в механіці, але дорівнює зміні кінетичної енергії тіла, а його внутрішньої енергії.

При виконанні роботи (стисненні чи розширенні) змінюється внутрішня енергія газу. Причина цього полягає в наступному: при пружних зіткненнях молекул газу з поршнем, що рухається, змінюється їх кінетична енергія.

Обчислимо роботу газу під час розширення. Газ діє на поршень із силою
, де - тиск газу, а - площа поверхні поршня. При розширенні газу поршень зміщується у напрямку сили на малу відстань
. Якщо відстань мала, то тиск газу вважатимуться постійним. Робота газу дорівнює:

Де
- Зміна обсягу газу.

У процесі розширення газу здійснює позитивну роботу, оскільки напрям сили та переміщення збігаються. У процесі розширення газ віддає енергію оточуючим тілам.

Робота, що здійснюється зовнішніми тілами над газом, відрізняється від роботи газу тільки знаком
, оскільки сила , що діє на газ, протилежна силі , з якою газ діє поршень, і дорівнює їй по модулю (третій закон Ньютона); а переміщення залишається тим самим. Тому робота зовнішніх силдорівнює:

Перший закон термодинаміки:

Перший закон термодинаміки є законом збереження енергії, поширеним на теплові явища. Закон збереження енергії: енергія в природі не виникає з нічого і не зникає: кількість енергії незмінна, вона лише переходить із однієї форми до іншої.

У термодинаміці розглядаються тіла, становище центру тяжкості яких мало змінюється. Механічна енергія таких тіл залишається постійною, а може змінюватися лише внутрішня енергія.

Внутрішня енергія може змінюватися двома способами: теплопередачею та виконанням роботи. У загальному випадкувнутрішня енергія змінюється як з допомогою теплопередачі, і з допомогою роботи. Перший закон термодинаміки формулюється саме для таких загальних випадків:

Зміна внутрішньої енергії системи при переході її з одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил та кількості теплоти, переданої системі:

Якщо система ізольована, то над нею не відбувається робота і вона не обмінюється теплотою з оточуючими тілами. Відповідно до першого закону термодинаміки внутрішня енергія ізольованої системи залишається незмінною.

Враховуючи що
, Перший закон термодинаміки можна записати так:

Кількість теплоти, передане системі, йде зміну її внутрішньої енергії і здійснення системою роботи над зовнішніми тілами.

Другий закон термодинаміки: неможливо перевести теплоту від холоднішої до гарячішої за відсутності інших одночасних змін в обох системах або в навколишніх тілах.

Поняття про кількість теплоти сформувалося на ранніх стадіяхрозвитку сучасної фізики, коли ще не існувало виразних уявлень про внутрішній будовіречовини, про те, що таке енергія, про те, які форми енергії існують у природі і про енергію, як форму руху і перетворення матерії.

Під кількістю теплоти розуміється фізична величинаеквівалентна переданій матеріальному тілу енергії у процесі теплового обміну.

Застарілою одиницею кількості теплоти є калорія, що дорівнює 4.2 Дж, сьогодні ця одиниця практично не застосовується, а її місце зайняв джоуль.

Спочатку передбачалося, що переносником теплової енергії є якесь абсолютно невагоме середовище, що має властивості рідини. Численні фізичні завдання теплоперенесення вирішувалися і досі вирішуються з такої передумови. Існування гіпотетичного теплорода було покладено в основу безлічі правильних по суті побудов. Вважалося, що теплород виділяється і поглинається в явищах нагрівання та охолодження, плавлення та кристалізації. Вірні рівняння процесів теплообміну було отримано з неправильних фізичних концепцій. Відомий закон, згідно з яким кількість теплоти прямо пропорційна масі тіла, що бере участь у теплообміні, та градієнту температури:

Де Q – кількість теплоти, m маса тіла, а коефіцієнт з- Величина, що отримала назву питомої теплоємності. Питома теплоємність – є характеристика речовини, що бере участь у процесі.

Робота в термодинаміці

В результаті теплових процесів може відбуватися чисто механічна робота. Наприклад, нагріваючись газ збільшує свій обсяг. Візьмемо ситуацію, як на малюнку нижче:

В даному випадку механічна робота виявиться рівною силі тиску газу на поршень помноженої на шлях, виконаний поршнем під тиском. Зрозуміло, це найпростіший випадок. Але навіть у ньому можна помітити одну складність: сила тиску залежатиме від обсягу газу, а значить, ми маємо справу не з константами, а з змінними величинами. Оскільки всі три змінні: тиск, температура та обсяг пов'язані один з одним, то підрахунок роботи суттєво ускладнюється. Вирізняють деякі ідеальні, нескінченно-повільні процеси: ізобарний, ізотермічний, адіабатний та ізохорний – для яких такі розрахунки можна виконати відносно просто. Будується графік залежності тиску від обсягу та робота обчислюється як інтеграл виду.