<<Предыдущая страница.

Е.А. Царева 

Раздел 3. Мир теплоты.

� 3.4. Уравнение теплового баланса.

Если мы рассмотрим изолированную (нет обмена энергией с окружающей средой) систему тел (твердых или жидких), в которой теплообмен может совершаться только между телами входящими в эту систему, то в результате этого процесса в системе установится тепловое равновесие. Температуры всех тел станут одинаковыми и равными некоторому значению Q.

В процессе теплообмена тела, начальные температуры которых больше Q (�горячие� тела), будут отдавать свою энергию, а тела, у которых начальные температуры меньше Q, - получать энергию.

Из закона сохранения энергии (т.к. система изолированная) следует, что количество теплоты, потерянное телами с более высокой температурой, будет равно количеству теплоты, приобретенному телами с более низкими температурами.

                                   ,                              (3)

где - количество теплоты, отданное �горячими� телами;  - количество теплоты, полученное �холодными� телами.

Уравнение (3) носит название уравнения теплового баланса. А положение, что  количество теплоты, потерянное �горячими� телами, равно количеству теплоты, приобретенному �холодными телами� называется законом теплообмена.

В приведенном выше подходе при составлении уравнения теплового баланса мы везде из большего значения температуры должны вычитать меньшее, тогда значения количеств теплоты всегда были положительными. Возможен и другой подход к составлению этого уравнения.

Количество теплоты, получаемое телом, будем считать положительным, а количество теплоты, отдаваемое телом, - отрицательным. Тогда при теплообмене между телами изолированной (замкнутой) системы алгебраическая сумма количеств теплоты, полученных или отданных телами, равна нулю.

                                                                 .

Это и есть уравнение теплового баланса. Составляя его, нужно в формуле для подсчета количества теплоты

                                                                                                (4)

всегда вычитать из конечной температуры начальную. Тогда в случае нагревания тела получим , а при охлаждении - . Кроме того, нужно брать с минусом количество теплоты, выделяемое при конденсации пара, т.е. , отрицательным следует так же считать количество теплоты, выделяемое при кристаллизации .

Если в условии задачи оговорен КПД теплообмена h, то уравнение  примет вид:

                                   .                                      (5)

Следующая станица>>