Fizyka: Bilans cieplny. Kalorymetria

Bilans cieplny. Kalorymetria

Skale temperatur

- temperaturę liczoną w skali Celsjusza można przeliczyć na temperaturę w skali Kelwina posługując się zależnością
skale temperatur

Przyrost temperatury

- to różnica między temperaturą końcową, a temperatura początkową
wzór Przyrost temperatury

Przyrost temperatury w obu skalach wyraża się jednakową liczbą. Jeżeli na przykład w skali Celsjusza odnotowano przyrost temperatury 8° Celsjusza, to i w skali Kelwina przyrost temperatury ma tą samą wartość 8 K

Ilość ciepła

oznaczane symbolem Q pobieranego przy ogrzewaniu jest wprost proporcjonalna do masy m ogrzewanego ciała o do uzyskanego przyrostu temperatury oraz jest zależna od rodzaju ogrzewanego materiału. Jednostką ciepłą jest dżul (symbol J)

wzór Ilość ciepła

Ciepło właściwe

oznaczane symbolem c wyraża ile ciepła należy dostarczyć, aby ogrzać 1kg substancji o 1K. Wielkość ta nazywana też jest pojemnością cieplną właściwą.
wzór Ciepło właściwe

Ciepło topnienia

- wyraża ile ciepła należy dostarczyć substancji o masie 1kg, aby całkowicie ją stopić bez zmiany temperatury
wzór Ciepło topnienia

Substancja krzepnąca oddaje otoczeniu tyle samo ciepła ile pobrała podczas topnienia.

Ciepło parowania

- wyraża ile ciepła należy dostarczyć substancji o masie 1 kg, aby całkowicie wyparowała bez zmiany temperatury
wzór Ciepło parowania

Substancja skraplająca się oddaje otoczeniu tyle samo ciepła ile pobrała podczas parowania.

Bilans ciepła (zasada zachowania ilości ciepła)

w odizolowanym układzie ciał, w którym nie zachodzi wymiana ciepłą z otoczeniem oraz zamiana energii cieplnej na inne rodzaje energii, łączna ilość ciepła jest wielkością stałą.

Suma ciepła pobranego przez jedna ciała równa jest sumie ciepła oddanego przez inne ciała

Rozszerzalność cieplna ciał stałych

- przyrost długości ciała stałego przy ogrzewaniu jest wprost proporcjonalny do jego długości początkowej i do przyrostu temperatury oraz zależy od rodzaju materiału.

Rozszerzalność cieplna cieczy

- przyrost objętości ogrzewanej cieczy jest wprost proporcjonalny do jej objętości początkowej i do przyrostu temperatury oraz zależy od rodzaju cieczy

Rozszerzalność objętościowa ciał stałych

prawa rządzące rozszerzalnością objętościową ciał stałych są identyczne, jak prawa rozszerzalności objętościowej cieczy. Współczynnik rozszerzalności objętościowej ciała stałego ma wartość trzykrotnie większą od jego współczynnika rozszerzalności liniowej.

Przepływ ciepła

- niewymuszony przepływ ciepła następuje zawsze z ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej. Może odbywać się przez przewodzenie, konwekcję (unoszenie) i promieniowanie

Stany skupienia

Stan stały

- ciała stałe mają określony kształt, są nieściśliwe, dzieli się ja na kruche, sprężyste, plastyczne.

Stan ciekły

- ciecze nie mają określonego kształtu, przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, są nieściśliwe

Stan gazowy

- gazy przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, wypełniają całą jego objętość, są ściśliwe i rozprężliwe.

Zmiany stanu skupienia substancji

Sublimacja

- przemiana ciała stałego w gaz

Resublimacja

- przemiana gazu w ciało stałe

Topnienie

-przemiana ciała stałego w ciecz

Krzepnięcie

- przemiana cieczy w ciało stałe

Parowanie

- przemiana cieczy w gaz, zachodzi z powierzchni cieczy w dowolnej temperaturze

Skraplanie

-przemiana gazu w ciecz

Wrzenie

-przemiana cieczy w gaz, zachodzi w całej objętości cieczy

Para nasycona

- jest to para, która znajduje się w stanie równowagi z cieczą, odpowiadające jej ciśnienie nosi nazwę ciśnienia nasycenia, wartość tego ciśnienia nie zależy od objętości a wyłącznie od temperatury

Para nienasycona

-jeżeli ciśnienie pary jest mniejsze od ciśnienia nasycenia, to taka parę nazywamy nienasyconą i możliwe jest tworzenie się dalszych ilości pary.

Punkt potrójny

- jest to punkt odpowiadający takiej temperaturze i ciśnieniu, dla których dana substancja może występować w stanie równowagi we wszystkich stanach skupienia: stały, ciekły i gazowy
wykres punkt potrójny

Wilgotność bezwzględna

- nazywamy masę pary wodnej zawartej w jednym metrze sześciennym powietrza lub gazu (gęstość)

Wilgotność względna

- jest to stopień nasycenia powietrza lub gazu para wodną, wyraża się ją w procentach jako stosunek ciśnienia pary wodnej zawartej w powietrzu lub gazie do ciśnienia pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze

Stosunek ten jest w przybliżeniu równy wyrażonemu w procentach stosunkowi gęstości pary wodnej zawartej w powietrzu lub gazie, do gęstości pary wodnej nasyconej w danej temperaturze