Bilans energii wewnętrznej - bilans cieplny

Podczas zmieszania różnych ciał o innych temperaturach następuje wymiana ciepła. Cieplejsze ciało oddaje swoja część swojej energii drugiemu. Na tej podstawie możemy wyznaczyć bilans cieplny. Jest to rachunek zysków i strat energii przez różne ciała.

Bilans w znaczeniu ekonomicznym to przychody i rozchody w przedsiębiorstwie. Fizyczne znaczenie jest przenośne. W tym zjawisku energia przekazywana jest talerzowi i ziemniakom przez zupę. Łatwo można dojść do wniosku, ze o tyle o ile zmalała energia zupy o tyle wzrosła w ziemniakach i talerzu. Do pomiaru ilości ciepła oraz ciepła właściwego stosowany jest kalorymetr.

Najważniejszą rzeczą w kalorymetrze jest usuniecie wpływów zewnętrznych na ciała, miedzy którymi zachodzi wymiana ciepła. Osiąga się to poprzez zamkniecie kalorymetru w osłonie, która nie przepuszcza ciepła.

Łatwo możemy zrozumieć bilans cieplny na doświadczeniu.
Ciało, którego ciepło chcemy wyznaczyć, ogrzewamy do pewnej temperatury, np. do temperatury wrzenia wody, w termostacie. Miedzy podwójne ścianki termostatu wprowadzamy parę z kociołka z wrzącą woda. Termometr umieszczony wewnątrz ukazuje temperaturę, do której ciało zostało ogrzane. Następnie wpuszczamy ciało do naczynia kalometrycznego i mieszając wodę za pomocą mieszadła obserwujemy podnoszenie się temperatury. Notujemy najwyższą temp jaka osiągnie woda.
Oznaczamy masę wody w kalorymetrze przez M, jej temperaturę początkową przez t, końcową przez t, masę. Ciała badanego przez m, jego temp wyjęciem z kalorymetru przez t . Szukane ciepło przez c.

mc (t - t )= M(t - t )
skąd
c=M(t -t )
m(t -t )