Termodynamika - wstęp

Teoria kinetyczno - cząsteczkowa
..Ruchy Browna
..Dyfuzja
Temperatura
Energia wewnętrzna
Ciepło
Praca w termodynamice
I zasada termodynamiki

Bilans cieplny

Ciepło jest formą energii (energią przekazywaną na sposób mikroskopowy), a zatem podlega ono jednemu z najbardziej podstawowych praw fizyki - zasadzie zachowania energii. W myśl tej zasady energia nie zanika bez śladu, a więc i ciepło też nie może nagle ginąć, lub powstawać z niczego podczas jego przemian termodynamicznych.

Podstawowe równanie bilansu cieplnego ma postać:

Ciepło oddane = Ciepłu pobranemu

lub, używając symboli:

Q_pobr = Q_odd

Oba ciepła będące składnikami równania są liczone jako dodatnie - tzn. należy tak podstawiać do wzoru składniki ciepła pobranego i oddanego, aby obliczone ciepło miało wartość dodatnią.

Bilans cieplny w zadaniach - uwagi

W konkretnych zastosowaniach zarówno ciepło poprane, jak i oddane składa się często z kilku składników.

Q_pobr1 + Q_pobr2 + Q_pobr3 + _... = Q_odd1 + Q_odd2 + Q_odd3 + ...

Jeśli pomylimy się w zadaniu z oszacowaniem temperatury końcowej i nagle okaże się, że np. jakieś ciepło oddane, tak naprawdę jest pobrane (lub na odwrót), to mogą wystąpić różne sytuacje:

w przypadku gdy chodzi o ogrzewanie / chłodzenie bez zmiany stanu skupienia, po prostu w wyniku wyjdzie nam ujemny przyrost temperatury.

Większy problem z bilansem cieplnym pojawia się gdy ominiemy jakąś zmianę stanu skupienia. Wtedy wyniki wyjdą zapewne błędne.

Dlatego trzeba zawsze zwracać uwagę na to, czy w sumarycznym cieple oddanym, lub pobranym znajdują się wszystkie składniki. Jeśli nie jesteśmy pewni, czy do jakiejś zmiany stanu skupienia dojdzie, to trzeba to najpierw obliczyć, sprawdzając np. czy oddawanego ciepła starcza na dokonanie (przynajmniej częściowej) przemiany.
Wzory na energię związaną z parowaniem, skraplaniem, topnieniem i krzepnięciem omówione zostały w rozdziałach Energia parowania i Energia topnienia.