Legea conservării energiei interne și ecuația echilibrului termic

Schimbarea în energie internă a sistemului este suma forțelor externe și cantitatea de căldură primită de sistem:

Din această ecuație, rezultă că în cazul în care sistemul de telefonie izolat de influențe externe, energia internă va rămâne neschimbată, indiferent de procesele care au loc în cadrul sistemului.

Într-adevăr, în acest caz, A = 0 și Q = 0. Prin urmare, U = 0. Dar dacă schimbarea în energia internă este egală cu zero, aceasta înseamnă că energia internă este constantă.
Astfel,

În cazul în care orice procese care au loc într-un sistem izolat, energia internă rămâne neschimbată.

Aceasta este legea de conservare a energiei interne. Menținerea energiei interne în sistem este izolat termic mișcare eternitate a particulelor care alcătuiesc acest sistem.

Aplicăm legea de conservare a energiei la sistemul izolat interior alcătuit din două corpuri cu temperaturi diferite. La contactarea acestor corpuri de căldură vor începe să apară între ele. In timpul caldura corpului mai fierbinte va renunța la energia lor, în timp ce mai puțin încălzită - să-l primească. Acest lucru va avea loc atât timp cât temperatura corpului nu va fi la fel. Deoarece energia internă totală a acestor organisme ar trebui să fie menținute, atunci, cât de mult din energia internă este redusă în același timp, într-un singur corp, exact aceeași sumă va crește cu un alt organism. Dar modificarea energiei interne a fiecăruia dintre aceste organisme este cantitatea de căldură. Prin urmare, cantitatea de căldură dată de către organism mai rece de schimb de căldură va fi egală în valoare absolută a cantității de căldură primit mai puțin corp fierbinte:
Qpol = | Qotd |
Această ecuație se numește o ecuație de echilibru termic.
Justiție ecuația echilibrului termic poate fi verificată. Teploneprovodyaschem amestecat în vas (vas Dewar) m1 masa de apă = 0,8 kg având un t1 = temperatura de 25 ° C, punct de fierbere m2 = masa 0,2 kg (temperatura de fierbere t2 = 100 ° C). Măsurarea temperaturii amestecului rezultat, după ceva timp, descoperim că devine egal cu t = 40 ° C Noi calcula cantitatea de căldură dată de apă caldă, și se compară cu cantitatea de căldură primită de apă rece.
Când fierberea de răcire de la de 100 până la 40 ° C apă dă cantitatea de căldură ea
= cm2 Qotd (t - t2)
Qotd = 4200 • 0,2 • (40 - 100) = -50,400 J.
Apa, în care a fost turnat apă clocotită, se încălzește la 25 la 40 ° C, cantitatea de căldură primită
Qpol = cm1 (t - t1)
Qpol = 4200 • 0,8 • (40 - 25) J 400 J = 50.

Vedem că, într-adevăr, cantitatea de căldură dată prin schimb de căldură cu apă caldă, egală în mărime cantitatea de căldură obținută în această apă rece.

Atunci când efectuează astfel de experiment în situații școlare Dewar utiliza în schimb un dispozitiv mai simplu, numit calorimetru (fig. 75). Se compune din două vase, separate printr-un spațiu de aer. Partea de jos a vasului interior este separat de suportul extern special. Desigur, o astfel de navă nu poate preveni complet de schimb de căldură între conținutul containerului și mediul înconjurător, dar se poate reduce. Dacă făcut destul de repede experiență, puteți obține acea cantitate de căldură. a pierdut în procesul de schimb de căldură cu mediul (și pereții calorimetru), ar fi foarte mici.

. 1. Statul și să dovedească legea de conservare a energiei interne. 2. Adu legea de conservare a energiei interne a ecuației de echilibru termic. 3. De ce bilanțul termic ecuație cantitatea de căldură dată la corp, luat modulo? 4. Ce este un calorimetru? 5. De ce a obținut apă rece prin amestecarea cu apă caldă și rece, în unitatea de cantitatea calorimetru de căldură dată departe de apă caldă, nu este egal cu cantitatea de căldură? Care dintre ele va fi mai mult?

Trimis de cititorii site-uri web

O listă completă a acestor clase, cele mai mari rezumate de bibliotecă. program în conformitate cu programa fizica, cursuri și locuri de muncă de la fizica la gradul 8

Dacă aveți corecturi sau sugestii la această lecție, vă rugăm să ne contactați.

Dacă doriți să vedeți alte ajustări și sugestii pentru lecții, uita-te aici - Forumul Educațional.