Уравнение теплового баланса описывает закон сохранения энергии в процессе теплообмена между телами. В термодинамике это уравнение формулируется следующим образом:
Qотдано+Qполучено=0Q_{\text{отдано}}+Q_{\text{получено}}=0Qотдано+Qполучено=0
где QотданоQ_{\text{отдано}}Qотдано — количество теплоты, которое отдает горячее тело, а QполученоQ_{\text{получено}}Qполучено — количество теплоты, которое получает холодное тело
. Это уравнение показывает, что в изолированной системе сумма тепла, отданного одними телами, равна сумме тепла, полученного другими телами.
Основные принципы
- Закон сохранения энергии : В замкнутой системе энергия не создается и не исчезает, а только переходит из одной формы в другую.
- Тепловое равновесие : Процесс теплообмена продолжается до тех пор, пока все тела в системе не достигнут одинаковой температуры
- Применение : Уравнение может быть расширено для нескольких тел:
Q1+Q2+Q3+…+Qn=0Q_1+Q_2+Q_3+\ldots +Q_n=0Q1+Q2+Q3+…+Qn=0
где каждое QiQ_iQi может быть положительным (при нагревании) или отрицательным (при охлаждении) в зависимости от направления теплообмена
Примеры
- При смешивании горячей и холодной воды уравнение теплового баланса позволяет вычислить конечную температуру смеси. Например, если горячая вода (80°C) смешивается с холодной (15°C), можно использовать уравнение для нахождения температуры смеси после достижения теплового равновесия
Таким образом, уравнение теплового баланса является фундаментальным принципом термодинамики, который позволяет анализировать процессы теплообмена и предсказывать поведение систем при изменении температуры.
English (US)