Analiza energetyczna procesów cieplnych

1. Energia wewnętrzna ciała. Pierwsza zasada termodynamiki.

Energia wewnętrzna ciała - to suma energii potencjalnych i kinetycznych wszystkich cząsteczek ciała.

Temperatura ciała - jest miarą średniej energii jego cząstek. Całkowita wewnętrzna energia zależy od temperatury, ale nie tylko od niej.

W układzie SI jednostką temperatury jest kelwin (K).
Temperatura zera bezwględnego - to temperatura pracy, której ustaje ruch cząsteczek (ok.-273°C).

2. Ciepło właściwe.
Ilość pobranego przez ciało ciepła jest wprost proporcjonalna do masy ciała i do czasu ogrzewania ciała (czyli przyrostu temperatury).
Ilość pobranego ciepła zależy także od rodzaju substancji.

Ciepło właściwe charakteryzuje szybkość ogrzewania się danej substancji.
Ciepło właściwe- jest liczbowo równe ilości ciepła, które jest potrzebne do ogrzania jednego kg substancji o 1°C lub o 1K.

3. Bilans cieplny.
- Substancja ogrzewając się pobiera ciepło.
- Substancja oziębiając się oddaje ciepło.

Bilans cieplny- jest to równość pomiędzy ciepłem oddanym przez jedno ciało, a ciepłem pobranym przez inne ciało w układzie zamkniętym.

4. Topnienie i krzepnięcie. Parowanie i skraplanie. Wrzenie.
Topnienie - jest to zamiana ciała stałego w ciecz.
Krzepnięcie - jest to zamiana cieczy w ciało stałe.

Ciepło topnienia- jest liczbowo równe ilości ciepła, które jest potrzebne, aby 1 kg substancji będącej w stanie stałym zamienić w ciecz w temperaturze topnienia.
Ciepło krzepnięcia- jest liczbowo równe ilości ciepła, którą oddaje 1 kg cieczy zamieniając się w ciało stałe w temperaturze krzepnięcia.

Temperatura topnienia i krzepnięcia (dla ciał o budowie krystalicznej) są sobie równe.
Ciepło topnienia- jest równe ciepłu krzepnięcia.

Parowanie - to zjawisko zamiany cieczy w gaz.
Skraplanie - to zjawisko zamiany gazu w ciecz.
Wrzenie - to gwałtowne parowanie odbywające się nie tylko na powierzchni cieczy, ale w całej jej objętości.

Ciepło parowania - jest liczbowo równe ilości ciepła, które jest potrzebne, aby 1 kg cieczy w temperaturze wrzenia zamienić w parę.
Ciepło skraplania - jest liczbowo równe ilości ciepła, które oddaje 1 kg dowolnej pary zamieniając się w ciecz w temperaturze skraplania.
Temperatura skraplania- jest równa dla danego ciała temperaturze wrzenia.

Ciepło skraplania i parowania dla danej substancji są sobie równe (Cp=Cs).