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