Учебник по ЕГЭ

Наш учебник поможет готовится к контрошам, решать домашки, а также подготовиться
к ЕГЭ на 90+ без дополнительного поиска информации.

Уравнение теплового баланса

При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться или остыть, а может и перейти в другое агрегатное состояние, то есть совершить фазовый переход первого рода. Например, если опустить кубики льда в горячий чай, то лед начнет таять, а чай остывать

При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...
  • Количество теплоты, которое вещество должно получить для нагревания с температуры При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться... до температуры При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...:
При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...

где с — удельная теплоемкость вещества, она показывает сколько тепла нужно сообщить телу массой 1 кг, чтобы нагреть его на 1ºС. Удельная теплоемкость вещества является табличной величиной. m — масса вещества.

Хорошо, а как быть, если мы хотим не нагреть вещество, а наоборот, остудить? Эта формула также применима и для охлаждения с температуры При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться... до температуры При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться.... Нужно понимать, что так как При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться..., то количество теплоты будет отрицательно. На самом деле тепло не может быть отрицательным, а знак “-” означает, что вещество не получает тепло, а отдает его, то есть у тела нужно отнять количество теплоты, равное Q, чтобы остудить его.

  • Для процесса плавления (или кристаллизации) вещество должно получить количество теплоты (в случае кристаллизации вещество должно отдать данное количество теплоты), равное:
При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...

где При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться... — удельная теплота плавления/кристаллизации, является также табличной величиной.

  • Для процесса парообразования (или конденсации) вещество должно получить количество теплоты (в случае конденсации — отдать), равное:
При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...

где r — удельная теплота парообразования/конденсации (табличная)

  • Для сгорания топлива оно должно получить количество теплоты, равное
При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...

где q — удельная теплота сгорания топлива (табличная).

Вернемся к нашему чаю. Кубики льда растаяли за счет того, что получила тепло от чая, значит, чай отдал тепло. Такое взаимодействие называется теплообменом — одно тело отдает тепло, а другое его получает. Дальше вода (бывший лед) начнет нагреваться до тех пор, пока не установится тепловое равновесие — это состояние системы, при котором все тела системы имеют одинаковую температуру. Значит,  нагревание будет происходить, пока температура чая не станет равна температуре воды.

Для теплообмена в теплоизолированной системе (это значит, что система не обменивается теплом с окружающим миром) существует закон сохранения, называемый уравнением теплового баланса:

Сумма полученного (При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...) и отданного (При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...) количества тепла равна нулю:

При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...

Резюме:

  1. Теплообмен — процесс передачи тепла от более нагретых тел к менее нагретым
  2. Тепловое равновесие — это состояние системы, при котором все тела системы имеют одинаковую температуру
  3. Уравнение теплового баланса для теплоизолированной системы — сумма полученного (При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...) и отданного При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...) количества тепла равна нулю

Примеры задач на эту тему:

Задание 1. Задача № 8 (тестовая часть)

На рисунке приведен график зависимости температуры твердого тела от отданного им количества теплоты. Какое количество теплоты отдаст тело при уменьшении его температуры на 30 K? Ответ запишите в килоджоулях.

При взаимодействии с объектами мы обмениваемся с ними теплом, из-за чего тело может просто нагреться...
Ответ

30

Источник: ЕГЭ по физике 2023, основная волна

Задание 2. Задача № 24 (вторая часть)

В калориметр, содержащий 200 г воды при температуре 15 °C, добавили 20 г мокрого снега. Температура в калориметре стала равна 10 °C. Сколько воды было в снеге?

Ответ

10 г

Источник: ЕГЭ по физике 2017, основная волна


Обратная связь

Была ли эта статья тебе полезной?
Всё ли было понятно? Оставляй обратную связь, мы это ценим

Главная / Физика / Импульс. Закон сохранения импульса
егэленд

Начните подготовку к ЕГЭ на 90+ с нами

Обязательно заполните все поля, иначе мы не сможем точно подобрать подготовку

    Оставь заявку и мы свяжемся с тобой в течение 15 минут



    Посмотреть тарифы

    Нажимая на кнопку, вы принимаете политику обработки данных и даёте согласие на обработку персональных данных

    Есть вопросы?

    Напиши любой вопрос про подготовку,
    и оставь свой номер, чтобы мы могли
    с тобой связаться, а мы на него ответим, и поможем.

    Это бесплатно



      Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на условия обработки данных

      Осталось мало времени

      Чтобы залететь на курс
      и начать подготовку к ЕГЭ на 80+

        Оставь заявку и мы свяжемся с тобой в течение 15 минут



        Посмотреть тарифы

        Нажимая на кнопку, вы принимаете политику обработки данных и даёте согласие на обработку персональных данных