Теплота

Количество энергии, полученное без совершения работы, называется теплотой Q. При сообщении телу теплоты dQ выполняется соотношение
dU=dQ (15)
Количество теплоты DQ, как и внутренняя энергия, измеряется в джоулях (Дж). Но, до сих пор используется и внесистемная единица - калория (кал), которая была введена в физику, когда еще думали, что теплота является особо тонкой материей - теплородом, или флогистоном. 1 кал=4,27 Дж. Если при совершении работы внутренняя энергия пополняется за счет упорядоченной формы энергии (например, механической), то при теплопередаче увеличение внутренней энергии происходит за счет передачи энергии в хаотической форме.

Интересен вопрос о динамике теплопередачи. Экспериментально установлено, что поток тепла J (количество энергии, переносимой в единицу времени) через поверхность, разделяющую два тела, участвующих в теплообмене, пропорциона­лен разности температур этих тел:
J12=k(T1-T2). (16)
Здесь J12 - поток энергии от тела с температурой T1 к телу с температурой T2, k - коэффициент теплопередачи.

Переданное или полученное количество теплоты измеряют в калориметрических опытах. Тепло определяется по изменению температуры (внутренней энергии) калориметрического тела (часто в качестве калориметрического тела используется жидкость).

Пример. Воздух в двадцатилитровом баллоне при начальном давлении 106Па и начальной температуре 20°С нагрели до температуры 50°С. Какое количество теплоты было передано воздуху?

В данном примере калориметрическим телом является воздух. Из данных примера определим число молей воздуха. Из уравнения состояния:
PV=nRT Þ n= . (17)
Воздух является смесью азота, кислорода и небольшого количества других газов, поэтому его можно считать двухатомным газом. Для него:
(18)