Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса (окончание)

Такой знак потенциальной энергии взаимодействия характерен для притягивающихся тел. В таком случае, чтобы увеличить расстояние между телами, надо совершить работу, то есть величить потенциальную энергию их взаимодействия. И если после этого она становится равной нулю, значит, до этого она была отрицательной.

Итак, изменение состояния жидкостей и твёрдых тел при сообщении им некоторого количества теплоты надо рассматривать с учётом возможности изменения их агрегатного состояния. Изменения агрегатного состояния называют фазовыми переходами. Это — превращение твёрдого тела в жидкость (плавление), жидкости в твёрдое тело (отвердевание или кристаллизация), жидкости в пар (парообразование) и пара в жидкость (конденсация).

Закон сохранения энергии в тепловых явлениях, происходящих с жидкостями и твёрдыми телами, называют уравнением теплового баланса.

Рассмотрим сначала уравнение теплового баланса для случая, когда теплообмен происходит между двумя телами, а их теплообменом с другими телами можно пренебречь (на опыте для создания таких условий используют калориметры — сосуды, которые обеспечивают теплоизоляцию своего содержимого).

Будем считать (как мы считали ранее для газов) переданное телу количество теплоты положительным, если вследствие этого внутренняя энергия тела увеличивается, и отрицателъным, если внутренняя энергия уменьшается. В таком случае уравнение теплового баланса имеет вид

Q₁ + Q₂ = 0, (1)

где Q₁ — количество теплоты, переданное первому телу со стороны второго, a Q₂ — количество теплоты, переданное второму телу со стороны первого.

Из уравнения (1) видно, что если одно тело получает тепло, то другое тело его отдаёт. Скажем, если Q₁ > 0, то Q₂ < 0.

Если теплообмен происходит между п телами, уравнение теплового баланса имеет вид

Q₁ + Q₂ + ••• + Q_n = 0.

<<< К началу