Energie internă și transfer termic
Deosebești temperatura de căldură și aplici un bilanț termic simplificat.
Idei de reținut
Materia este formată din particule aflate în mișcare. Energia internă include energia mișcării și a interacțiunilor lor.
Difuzia distribuie particulele prin agitație termică; nu cere o intenție sau agitarea mecanică permanentă. Mișcarea browniană a unei particule mici suspendate indică ciocniri cu particulele mediului, nu vederea directă a tuturor atomilor.
Temperatura nu este cantitatea de căldură dintr-un corp. Două corpuri la aceeași temperatură pot avea energii interne diferite.
Căldura este energie transferată datorită diferenței de temperatură. Conducția, convecția și radiația sunt mecanisme diferite.
Pentru încălzire fără schimbare de stare, Q=mcΔT. Căldura specifică c depinde de material; în probleme precizăm valoarea și pierderile ignorate.
Într-un sistem izolat simplificat, căldura cedată este egală cu cea primită. Convecția presupune mișcare de fluid, iar radiația se poate propaga și prin vid.
În calorimetrie, două mase egale de apă la 20°C și 60°C ajung în model la 40°C, dacă nu există pierderi, schimbare de stare sau absorbție de către vas. Masele ori materialele diferite cer bilanțul mcΔT, nu media simplă a temperaturilor.
Formula sau relația folosită
Q=mcΔT; Q cedată=Q primită (sistem izolat)
Exemplu rezolvat
0,5 kg apă se încălzește cu 10°C, c=4200 J/(kg·°C). Q?
Pas cu pas
- Datele sunt m=0,5 kg și ΔT=10°C.
- Nu există schimbare de stare sau pierderi în model.
- Q=0,5×4200×10=21000 J.
Răspuns: 21000 J primiți.
m=2 kg, c=500 J/(kg·°C), ΔT=4°C. Q?
Întrebare de reflecție
Ce mărime compari când spui „mai cald” și ce mărime calculezi prin mcΔT?