Przemiany energii w zjawiskach cieplnych

Dział ten zajmuje się wzajemnymi przemianami różnych rodzajów energii ze szczególnym uwzględnieniem jej cieplnej postaci.

ENERGIA WEWNĘTRZNA jest sumą energii kinetycznych chaotycznego ruchu cząsteczek oraz ich energii potencjalnej wynikających z wzajemnego oddziaływania międzycząsteczkowego. Jednostką tej energii jest dżul (J)

Wzrost średniej energii kinetycznej cząsteczek ciała objawia się wzrostem jego temperatury.

TEMPERATURA - jest miarą średniej energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząsteczek ciała.

CIEPŁO - to część energii wewnętrznej przekazywanej przez ciało o wyższej temperaturze do ciała o niższej, aż do momentu wyrównania temperatur.

CIEPŁO WŁAŚCIWE - oznaczamy literą "c", jest wielkością charakterystyczną dla każdej substancji. Ciepło właściwe informuje nas o tym ile energii należy dostarczyć, aby podnieść temperaturę 1kg danej substancji o 1 K ( lub o jeden stopień celcjusza)

PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI - informuje nas, w jaki sposób można zmienić energię wewnętrzną ciała. Energię wewnętrzną ciała można zmienić przez wykonanie pracy (W) lub dostarczenie energii (Q) drogą cieplnego przepływu.

przyrost Ew = W + Q

Sposoby transportu energii wewnętrznej:
- przewodzenie ciepła - przekazywanie energii z ciała o temp. wyższej do ciała o temp. niższej poprzez zderzenia stykających się cząsteczek ciał.
- konwekcja - unoszenie się ku górze cieplejszych mas powietrza lub cieczy, a zimniejszych opadanie na dno
-promieniowanie - przenoszenie energii poprzez fale elektromagnetyczne

OGRZEWANIE - wzrost temperatury ciała

OZIĘBIENIE - spadek temp. ciała

Jaka jest różnica pomiędzy przewodzeniem ciepła, a konwekcją?
Zasadnicza różnica polega na tym, że w przypadku przewodzenia energia przekazywana jest poprzez zderzenia cząsteczek - transport energii bez transportowania masy, w przypadku konwekcji energia przenoszona jest razem z cząsteczkami gazu lub cieczy wraz z transportem masy.

TOPNIENIE substancji zachodzi w stałej temp. charakterystycznej dla danej substancji. KRZEPNIĘCIE również zachodzi w stałej temp.
Ciało topniejące pobiera ciepło z otoczenia więc jego Ew rośnie. Ciało krzepnące oddaje energię otoczeniu, więc jego energia wewnętrzna maleje.

Ew = Q = ct * m
ct - ciepło topnienia
Ew = Q = ck *m
ck = ciepło krzepnięcia
ck = ct

PAROWANIE zachodzi w każdej temperaturze.
Parująca ciecz pobiera z otoczenia ciepło, zwiększa się energia wewnętrzna pary

Q = cp *m
cp = ciepło parowania

WRZENIE polega na parowaniu cieczy w całej objętości, zachodzi w ściśle określonej temp.

SKRAPLANIE - oddawania otoczeniu ciepła przez parę, zmniejszanie się energii wewnętrznej
Q = cs*m
cs = ciepło skraplania
cp = cs