כיצד למצוא את כמות החום הכוללת. כמות חום

האנרגיה הפנימית של הגוף יכולה להשתנות עקב עבודתם של כוחות חיצוניים. כדי לאפיין את השינוי באנרגיה הפנימית במהלך העברת חום, מוכנסת כמות הנקראת כמות החום ומסומנת ב-Q.

במערכת הבינלאומית, היחידה של כמות החום, כמו גם העבודה והאנרגיה, היא הג'ול: = = = 1 J.

בפועל, לפעמים משתמשים ביחידה מחוץ למערכת של כמות החום - קלוריה. 1 קל. = 4.2 J.

יש לציין שהמונח "כמות חום" הוא מצער. זה הוצג בתקופה שבה האמינו שגופות מכילות נוזל חסר משקל וחמקמק - קלורי. תהליך העברת החום מורכב לכאורה מהעובדה שקלוריות, שנשפכות מגוף אחד לאחר, נושאת איתה כמות מסוימת של חום. כעת, כשאנחנו מכירים את יסודות התיאוריה המולקולרית-קינטית של מבנה החומר, אנו מבינים שאין קלוריות בגופים, המנגנון לשינוי האנרגיה הפנימית של הגוף שונה. עם זאת, כוחה של המסורת הוא רב ואנו ממשיכים להשתמש במונח, המובא על בסיס רעיונות שגויים לגבי אופי החום. יחד עם זאת, בהבנת אופי העברת החום, אין להתעלם לחלוטין מתפיסות מוטעות לגביו. להיפך, על ידי יצירת אנלוגיה בין זרימת החום לזרימת נוזל היפותטי של קלורי, כמות החום וכמות הקלוריות, ניתן, כאשר פותרים כמה סוגים של בעיות, לדמיין את התהליכים המתמשכים ו לפתור בעיות בצורה נכונה. בסופו של דבר, המשוואות הנכונות המתארות את תהליכי העברת החום התקבלו בבת אחת על בסיס רעיונות שגויים לגבי קלוריות כמוביל חום.

הבה נבחן ביתר פירוט את התהליכים שיכולים להתרחש כתוצאה מהעברת חום.

שפכו מעט מים למבחנה וסגרו אותה בפקק. תלו את המבחנה על מוט קבוע בחצובה והביאו מתחתיו להבה פתוחה. מהלהבה המבחנה מקבלת כמות מסוימת של חום וטמפרטורת הנוזל בה עולה. ככל שהטמפרטורה עולה, האנרגיה הפנימית של הנוזל עולה. יש תהליך אינטנסיבי של אידוי שלו. אדי הנוזל המתרחבים עושים עבודה מכנית כדי לדחוף את הפקק החוצה מהצינור.

נערוך ניסוי נוסף עם דגם של תותח העשוי מחתיכת צינור פליז, המותקן על עגלה. בצד אחד, הצינור סגור היטב עם תקע אבוניט, שדרכו מועבר סיכה. חוטים מולחמים אל החתך והצינור, ומסתיימים במסופים שניתן להפעיל אותם מרשת התאורה. דגם האקדח הוא אפוא מעין דוד חשמלי.

שפכו מעט מים לתוך קנה התותח וסגרו את הצינור עם פקק גומי. חבר את האקדח למקור מתח. זרם חשמלי העובר במים מחמם אותם. מים רותחים, מה שמוביל לאידוי האינטנסיבי שלהם. לחץ אדי המים עולה ולבסוף, הם עושים את העבודה של דחיפת הפקק מתוך קנה האקדח.

האקדח, עקב רתיעה, מתגלגל לאחור בכיוון המנוגד לשיגור הפקק.

שתי החוויות מאוחדות על ידי הנסיבות הבאות. בתהליך חימום הנוזל בדרכים שונות עלתה טמפרטורת הנוזל ובהתאם גם האנרגיה הפנימית שלו. כדי שהנוזל ירתח ויתאדה בצורה אינטנסיבית, היה צורך להמשיך ולחמם.

אדי הנוזל, בשל האנרגיה הפנימית שלהם, ביצעו עבודה מכנית.

אנו חוקרים את התלות של כמות החום הדרושה לחימום הגוף במסה שלו, שינויי טמפרטורה וסוג החומר. כדי ללמוד את התלות הללו, נשתמש במים ושמן. (כדי למדוד את הטמפרטורה בניסוי משתמשים במדחום חשמלי, העשוי מצמד תרמי המחובר לגלונומטר מראה. צומת צמד תרמי אחד מורידים לתוך כלי עם מים קרים כדי לוודא שהטמפרטורה שלו קבועה. צומת הצמד התרמי השני מודד את הטמפרטורה של הנוזל הנבדק).

החוויה מורכבת משלוש סדרות. בסדרה הראשונה, עבור מסה קבועה של נוזל מסוים (במקרה שלנו, מים), נלמדת התלות של כמות החום הנדרשת לחימום בשינויי טמפרטורה. כמות החום שמקבל הנוזל מהמחמם (כיריים חשמליות) תישפט לפי זמן החימום, בהנחה שיש ביניהם קשר יחסי ישיר. על מנת שתוצאת הניסוי תתאים להנחה זו, יש צורך להבטיח זרימה קבועה של חום מהכיריים החשמליות לגוף המחומם. לשם כך, הכיריים החשמליים חוברו לרשת מראש, כך שעד תחילת הניסוי הטמפרטורה של פני השטח שלו תחדל להשתנות. לחימום אחיד יותר של הנוזל במהלך הניסוי, נערבב אותו בעזרת הצמד התרמי עצמו. נרשום את קריאות המדחום במרווחים קבועים עד שנקודת האור תגיע לקצה הסקאלה.

בואו נסכם: יש קשר פרופורציונלי ישיר בין כמות החום הנדרשת לחימום גוף לבין שינוי בטמפרטורה שלו.

בסדרת הניסויים השנייה נשווה את כמות החום הנדרשת לחימום אותם נוזלים בעלי מסות שונות כאשר הטמפרטורה שלהם משתנה באותה כמות.

לנוחות השוואת הערכים שהתקבלו, מסת המים לניסוי השני תילקח פי שניים פחות מאשר בניסוי הראשון.

שוב, נרשום את קריאות מד החום במרווחי זמן קבועים.

בהשוואת תוצאות הניסוי הראשון והשני, נוכל להסיק את המסקנות הבאות.

בסדרת הניסויים השלישית נשווה את כמויות החום הנדרשות לחימום מסות שוות של נוזלים שונים כאשר הטמפרטורה שלהם משתנה באותה כמות.

נחמם שמן על כיריים חשמליות שהמסה שלו שווה למסת המים בניסוי הראשון. נרשום את קריאות מד החום במרווחי זמן קבועים.

תוצאת הניסוי מאשרת את המסקנה שכמות החום הנחוצה לחימום הגוף עומדת ביחס ישר לשינוי בטמפרטורה שלו ובנוסף מעידה על תלות כמות החום הזו בסוג החומר.

מכיוון שנעשה בניסוי שימוש בשמן שצפיפותו קטנה מצפיפות המים, ונדרשת כמות קטנה יותר של חום לחימום השמן לטמפרטורה מסוימת מאשר לחימום מים, ניתן להניח שכמות החום. הנדרש לחימום הגוף תלוי בצפיפות שלו.

כדי לבדוק הנחה זו, נחמם בו-זמנית מסות זהות של מים, פרפין ונחושת על תנור בעוצמה קבועה.

לאחר אותו זמן, טמפרטורת הנחושת היא בערך פי 10, והפרפין גבוה פי 2 בערך מטמפרטורת המים.

אבל לנחושת יש צפיפות גדולה יותר ופרפין פחות ממים.

הניסיון מלמד כי הכמות המאפיינת את קצב השינוי בטמפרטורה של החומרים מהם עשויים הגופים המעורבים בחילופי חום אינה הצפיפות. כמות זו נקראת קיבולת החום הספציפית של החומר והיא מסומנת באות c.

מכשיר מיוחד משמש להשוואת יכולות החום הספציפיות של חומרים שונים. המכשיר מורכב מתלים שבהם מחוברים צלחת פרפין דקה ומוט עם מוטות שעברו דרכו. גלילי אלומיניום, פלדה ופליז בעלי מסה שווה קבועים בקצות המוטות.

אנו מחממים את הצילינדרים לאותה טמפרטורה על ידי טבילתם בכלי מים העומד על כיריים חשמליות לוהטות. בואו נתקן את הצילינדרים החמים על המתלים ונשחרר אותם מהמחברים. הגלילים נוגעים בו זמנית בצלחת הפרפין, ומתוך הפרפין מתחילים לשקוע בתוכה. עומק הטבילה של גלילים מאותה מסה לצלחת פרפין, כאשר הטמפרטורה שלהם משתנה באותה כמות, מתברר כשונה.

הניסיון מלמד כי יכולות החום הספציפיות של אלומיניום, פלדה ופליז שונות.

לאחר שעשינו את הניסויים המקבילים בהתכה של מוצקים, אידוי של נוזלים ושריפת דלק, אנו מקבלים את התלות הכמותית הבאה.

כדי לקבל יחידות של כמויות ספציפיות, יש לבטא אותן מהנוסחאות המתאימות ויחידות החום - 1 J, מסה - 1 ק"ג, ולחום ספציפי - ויש להחליף את 1 K בביטויים המתקבלים.

אנו מקבלים יחידות: קיבולת חום ספציפית - 1 J / kg K, חום ספציפי אחר: 1 J / kg.

כפי שאנו כבר יודעים, האנרגיה הפנימית של הגוף יכולה להשתנות הן בעת ​​ביצוע עבודה והן על ידי העברת חום (בלי לעשות עבודה). ההבדל העיקרי בין עבודה לכמות החום הוא שהעבודה קובעת את תהליך המרת האנרגיה הפנימית של המערכת, המלווה בהפיכת אנרגיה מסוג אחד לאחר.

במקרה שהשינוי באנרגיה הפנימית ממשיך בעזרת העברת חום, העברת האנרגיה מגוף אחד למשנהו מתבצעת עקב מוליכות תרמית, קרינה, או הולכת חום.

האנרגיה שגוף מאבד או צובר במהלך העברת חום נקראת כמות החום.

כשמחשבים את כמות החום, צריך לדעת אילו כמויות משפיעות עליו.

משני מבערים זהים נחמם שני כלים. בכלי אחד 1 ק"ג מים, בשני - 2 ק"ג. טמפרטורת המים בשני הכלים היא בתחילה זהה. אנו יכולים לראות שבאותו זמן המים באחד הכלים מתחממים מהר יותר, למרות ששני הכלים מקבלים את אותה כמות חום.

לפיכך, אנו מסיקים: ככל שהמסה של גוף נתון גדולה יותר, כך יש להשקיע כמות חום גדולה יותר כדי להוריד או להעלות את הטמפרטורה שלו באותו מספר מעלות.

כאשר הגוף מתקרר, הוא פולט לחפצים שכנים ככל שכמות החום גדולה יותר, כך מסתו גדולה יותר.

כולנו יודעים שאם אנחנו צריכים לחמם קומקום מלא של מים לטמפרטורה של 50 מעלות צלזיוס, נקדיש פחות זמן בפעולה הזו מאשר לחמם קומקום עם אותו נפח מים, אבל רק עד 100 מעלות צלזיוס. במקרה מספר אחת, פחות חום יינתן למים מאשר בשני.

לפיכך, כמות החום הנדרשת לחימום תלויה ישירות כמה מעלותהגוף יכול להתחמם. אנחנו יכולים להסיק: כמות החום תלויה ישירות בהפרש הטמפרטורה של הגוף.

אבל האם ניתן לקבוע את כמות החום הנדרשת לא לחימום מים, אלא לחומר אחר, למשל, שמן, עופרת או ברזל.

ממלאים כלי אחד במים והשני בשמן צמחי. מסות המים והשמן שוות. שני הכלים יתחממו באופן שווה על אותם מבערים. בואו נתחיל את הניסוי בטמפרטורה התחלתית שווה של שמן צמחי ומים. חמש דקות לאחר מכן, על ידי מדידת טמפרטורות השמן והמים המחוממים, נבחין שטמפרטורת השמן גבוהה בהרבה מטמפרטורת המים, למרות ששני הנוזלים קיבלו את אותה כמות חום.

המסקנה המתבקשת היא: כאשר מחממים מסות שוות של שמן ומים באותה טמפרטורה, יש צורך בכמויות שונות של חום.

ומיד נסיק מסקנה נוספת: כמות החום הנדרשת לחימום הגוף תלויה ישירות בחומר ממנו מורכב הגוף עצמו (סוג החומר).

לפיכך, כמות החום הדרושה לחימום הגוף (או משתחררת במהלך הקירור) תלויה ישירות במסה של הגוף הנתון, בשונות הטמפרטורה שלו ובסוג החומר.

כמות החום מסומנת בסמל Q. כמו סוגים שונים של אנרגיה אחרים, כמות החום נמדדת בג'אול (J) או בקילו ג'אול (kJ).

1 קילו-ג'יי = 1000 J

עם זאת, ההיסטוריה מראה שמדענים החלו למדוד את כמות החום הרבה לפני שמושג כמו אנרגיה הופיע בפיזיקה. באותה תקופה פותחה יחידה מיוחדת למדידת כמות החום - קלוריה (קלורית) או קילוקלוריה (קק"ל). למילה יש שורשים לטיניים, קלורוס - חום.

1 קק"ל = 1000 קלוריות

קָלוֹרִיָההיא כמות החום הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של 1 גרם מים ב-1°C

1 cal = 4.19 J ≈ 4.2 J

1 קק"ל = 4190 J ≈ 4200 J ≈ 4.2 kJ

יש לך שאלות? לא יודעים איך להכין שיעורי בית?
כדי לקבל עזרה ממורה -.
השיעור הראשון חינם!

blog.site, עם העתקה מלאה או חלקית של החומר, נדרש קישור למקור.

בשיעור זה נלמד כיצד לחשב את כמות החום הדרושה לחימום גוף או לשחררו כשהוא מתקרר. לשם כך נסכם את הידע שהושג בשיעורים קודמים.

בנוסף, נלמד כיצד להשתמש בנוסחה של כמות החום כדי לבטא את הכמויות הנותרות מנוסחה זו ולחשב אותן תוך ידיעת כמויות אחרות. כמו כן תישקל דוגמה לבעיה בפתרון לחישוב כמות החום.

שיעור זה מוקדש לחישוב כמות החום כאשר גוף מחומם או משתחרר על ידו בעת קירור.

היכולת לחשב את כמות החום הנדרשת חשובה מאוד. זה עשוי להיות נחוץ, למשל, בעת חישוב כמות החום שיש להקנות למים כדי לחמם חדר.

אורז. 1. כמות החום שיש לדווח למים לחימום החדר

או כדי לחשב את כמות החום שמשתחררת כאשר שורפים דלק במנועים שונים:

אורז. 2. כמות החום המשתחררת בעת שריפת הדלק במנוע

כמו כן, ידע זה נחוץ, למשל, כדי לקבוע את כמות החום שמשחררת השמש ופוגעת בכדור הארץ:

אורז. 3. כמות החום שמשחררת השמש ויורדת על כדור הארץ

כדי לחשב את כמות החום, אתה צריך לדעת שלושה דברים (איור 4):

• משקל גוף (שניתן למדוד בדרך כלל עם סולם);
• הפרש הטמפרטורה שבו יש צורך לחמם את הגוף או לקרר אותו (בדרך כלל נמדד עם מדחום);
• קיבולת חום ספציפית של הגוף (אשר ניתן לקבוע מהטבלה).

אורז. 4. מה שאתה צריך לדעת כדי לקבוע

הנוסחה לחישוב כמות החום היא כדלקמן:

נוסחה זו מכילה את הכמויות הבאות:

כמות החום, נמדדת בג'אול (J);

קיבולת החום הסגולית של חומר, נמדדת ב;

- הפרש טמפרטורה, נמדד במעלות צלזיוס ().

שקול את הבעיה של חישוב כמות החום.

מְשִׁימָה

כוס נחושת במסה של גרם מכילה מים בנפח של ליטר אחד בטמפרטורה של . כמה חום יש להעביר לכוס מים כדי שהטמפרטורה שלה תהיה שווה ל?

אורז. 5. המחשה של מצב הבעיה

ראשית, אנו כותבים תנאי קצר ( נָתוּן) ולהמיר את כל הכמויות למערכת הבינלאומית (SI).

נָתוּן:	סִי
למצוא:

פִּתָרוֹן:

ראשית, קבע אילו כמויות נוספות אנחנו צריכים כדי לפתור בעיה זו. לפי טבלת קיבולת החום הסגולית (טבלה 1), אנו מוצאים (יכולת חום ספציפית של נחושת, שכן לפי תנאי הזכוכית היא נחושת), (יכולת חום ספציפית של מים, שכן לפי מצב יש מים בזכוכית). בנוסף, אנו יודעים שכדי לחשב את כמות החום, אנו זקוקים למסה של מים. לפי תנאי, ניתן לנו רק את הנפח. לכן, אנו לוקחים את צפיפות המים מהשולחן: (טבלה 2).

כרטיסייה. 1. קיבולת חום ספציפית של חומרים מסוימים,

כרטיסייה. 2. צפיפות של כמה נוזלים

עכשיו יש לנו את כל מה שאנחנו צריכים כדי לפתור את הבעיה הזו.

שימו לב שכמות החום הכוללת תהיה מורכבת מסכום כמות החום הנדרשת לחימום זכוכית הנחושת וכמות החום הנדרשת לחימום המים בה:

ראשית אנו מחשבים את כמות החום הנדרשת לחימום זכוכית הנחושת:

לפני חישוב כמות החום הנדרשת לחימום מים, אנו מחשבים את מסת המים באמצעות הנוסחה המוכרת לנו מדרגה 7:

כעת נוכל לחשב:

אז נוכל לחשב:

תזכרו מה זה אומר: קילוג'אול. הקידומת "קילו" פירושה, כלומר.

תשובה:.

לנוחות של פתרון בעיות של מציאת כמות החום (מה שנקרא בעיות ישירות) והכמויות הקשורות למושג זה, אתה יכול להשתמש בטבלה הבאה.

ערך רצוי	יִעוּד	יחידות	נוסחה בסיסית	נוסחה לכמות
כמות חום		בשיעור הבא נערוך עבודת מעבדה שמטרתה ללמוד כיצד לקבוע בניסוי את החום הסגולי של מוצק. רשימהסִפְרוּת: Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / אד. Orlova V.A., Roizena I.I. פיזיקה 8. - M.: Mnemosyne. פרישקין א.ו. פיזיקה 8. - M.: Bustard, 2010. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. פיזיקה 8. - מ.: הארה. פורטל אינטרנט "" () שיעורי בית

מה מתחמם מהר יותר על הכיריים - קומקום או דלי מים? התשובה ברורה - קומקום. ואז השאלה השנייה היא למה?

התשובה ברורה לא פחות - כי מסת המים בקומקום פחותה. גדול. ועכשיו אתה יכול לעשות את החוויה הפיזית האמיתית ביותר בעצמך בבית. לשם כך תזדקק לשני סירים קטנים זהים, כמות שווה של מים ושמן צמחי, למשל, חצי ליטר כל אחד וכיריים. שים סירים עם שמן ומים על אותה אש. ועכשיו רק צפו מה יתחמם מהר יותר. אם יש מדחום לנוזלים אפשר להשתמש בו, אם לא אפשר פשוט לנסות מדי פעם את הטמפרטורה עם האצבע, רק שימו לב לא לשרוף. בכל מקרה, בקרוב תראו שהשמן מתחמם מהר משמעותית ממים. ועוד שאלה, שאפשר ליישם גם בצורת התנסות. מה רותח מהר יותר - מים חמים או קרים? הכל שוב ברור - החם יהיה הראשון שיסיים. למה כל השאלות והניסויים המוזרים האלה? על מנת לקבוע את הכמות הפיזית הנקראת "כמות החום".

כמות חום

כמות החום היא האנרגיה שהגוף מאבד או צובר במהלך העברת החום. זה ברור מהשם. בעת הקירור הגוף יאבד כמות מסוימת של חום, ובחימום הוא יספוג. והתשובות לשאלות שלנו הראו לנו במה תלויה כמות החום?ראשית, ככל שהמסה של הגוף גדולה יותר, כך כמות החום שיש להוציא כדי לשנות את הטמפרטורה שלו במעלה אחת גדולה יותר. שנית, כמות החום הדרושה לחימום גוף תלויה בחומר ממנו הוא מורכב, כלומר בסוג החומר. ושלישית, ההבדל בטמפרטורת הגוף לפני ואחרי העברת חום חשוב גם לחישובים שלנו. בהתבסס על האמור לעיל, אנחנו יכולים קבע את כמות החום לפי הנוסחה:

Q=cm(t_2-t_1) ,

כאשר Q הוא כמות החום,
מ' - משקל גוף,
(t_2-t_1) - ההבדל בין טמפרטורת הגוף הראשונית והסופית,
c - קיבולת חום סגולית של החומר, מצויה מהטבלאות הרלוונטיות.

באמצעות נוסחה זו, ניתן לחשב את כמות החום הדרושה לחימום כל גוף או שגוף זה ישחרר כאשר יתקרר.

כמות החום נמדדת בג'אול (1 J), כמו כל צורת אנרגיה אחרת. עם זאת, ערך זה הוצג לא כל כך מזמן, ואנשים החלו למדוד את כמות החום הרבה קודם לכן. והשתמשו ביחידה שנמצאת בשימוש נרחב בזמננו - קלוריה (1 קלורית). 1 קלוריה היא כמות החום הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של 1 גרם מים ב-1 מעלות צלזיוס. בהנחיית הנתונים הללו, חובבי ספירת קלוריות במזון שהם אוכלים יכולים, לצורך העניין, לחשב כמה ליטרים של מים ניתן להרתיח באנרגיה שהם צורכים עם האוכל במהלך היום.

חילופי חום.

1. העברת חום.

חילופי חום או העברת חוםהוא תהליך העברת האנרגיה הפנימית של גוף אחד לאחר מבלי לעשות עבודה.

ישנם שלושה סוגים של העברת חום.

1) מוליכות תרמיתהוא חילופי החום בין גופים במגע ישיר.

2) הולכת חוםהוא העברת חום שבה חום מועבר על ידי זרימות גז או נוזל.

3) קְרִינָההוא העברת חום באמצעות קרינה אלקטרומגנטית.

2. כמות החום.

כמות החום היא מדד לשינוי באנרגיה הפנימית של גוף במהלך חילופי חום. מסומן במכתב ש.

יחידת המדידה של כמות החום = 1 J.

את כמות החום שמקבל גוף מגוף אחר כתוצאה מהעברת חום ניתן לבזבז על הגדלת הטמפרטורה (העלאת האנרגיה הקינטית של מולקולות) או על שינוי מצב הצבירה (הגדלת האנרגיה הפוטנציאלית).

3. קיבולת חום סגולית של חומר.

הניסיון מלמד שכמות החום הנדרשת לחימום גוף בעל מסה m מטמפרטורה T 1 לטמפרטורה T 2 פרופורציונלית למסת הגוף m ולהפרש הטמפרטורה (T 2 - T 1), כלומר.

ש = ס"מ(ת 2 - ט 1 ) = עםMΔ ט,

עםנקראת קיבולת החום הספציפית של החומר של הגוף המחומם.

קיבולת החום הסגולית של חומר שווה לכמות החום שיש להקנות ל-1 ק"ג מהחומר כדי לחמם אותו ב-1K.

יחידת קיבולת חום ספציפית =.

ניתן למצוא את ערכי קיבולת החום של חומרים שונים בטבלאות פיזיקליות.

בדיוק אותה כמות של חום Q תשתחרר כאשר הגוף יתקרר על ידי ΔT.

4. חום אידוי ספציפי.

הניסיון מלמד שכמות החום הנדרשת להמרת נוזל לאדים היא פרופורציונלית למסת הנוזל, כלומר.

ש = lm,

איפה מקדם המידתיות לנקרא חום האידוי הספציפי.

חום האידוי הספציפי שווה לכמות החום הדרושה להמרת 1 ק"ג נוזל בנקודת הרתיחה לאדים.

יחידת מידה לחום האידוי הספציפי.

בתהליך הפוך, עיבוי הקיטור, חום משתחרר באותה כמות שהוצאה על אידוי.

5. חום ספציפי של היתוך.

הניסיון מלמד שכמות החום הנדרשת כדי להפוך מוצק לנוזל היא פרופורציונלית למסת הגוף, כלומר.

ש = λ M,

כאשר מקדם המידתיות λ נקרא החום הספציפי של היתוך.

חום ההיתוך הסגולי שווה לכמות החום הדרושה כדי להפוך גוף מוצק במשקל 1 ק"ג לנוזל בנקודת ההיתוך.

יחידת מידה לחום היתוך ספציפי.

בתהליך הפוך, התגבשות של נוזל, חום משתחרר באותה כמות שהושקעה בהתכה.

6. חום בעירה ספציפי.

הניסיון מלמד שכמות החום המשתחררת במהלך הבעירה המלאה של הדלק היא פרופורציונלית למסה של הדלק, כלומר.

ש = שM,

כאשר גורם המידתיות q נקרא חום הבעירה הסגולי.

חום הבעירה הסגולי שווה לכמות החום המשתחררת בעת בעירה מלאה של 1 ק"ג דלק.

יחידת מידה לחום בעירה ספציפי.

7. משוואת מאזן חום.

שני גופים או יותר מעורבים בחילופי חום. יש גופים שמוציאים חום, בעוד שאחרים מקבלים אותו. העברת חום מתרחשת עד שהטמפרטורות של הגופים משתוות. לפי חוק שימור האנרגיה, כמות החום המופקת שווה לכמות המתקבלת. על בסיס זה נכתבת משוואת מאזן החום.

שקול דוגמה.

לגוף בעל מסה m 1 , שקיבולת החום שלו היא c 1 , יש טמפרטורה T 1 , ולגוף בעל מסה m 2 , שקיבולת החום שלו היא c 2 , יש טמפרטורה T 2 . יתר על כן, T 1 גדול מ-T 2. גופים אלה מובאים במגע. הניסיון מלמד שגוף קר (מ 2) מתחיל להתחמם, וגוף חם (מ 1) מתחיל להתקרר. זה מצביע על כך שחלק מהאנרגיה הפנימית של גוף חם מועבר לאנרגיה קרה, והטמפרטורות מתאזנות. הבה נסמן את הטמפרטורה הכוללת הסופית ב-θ.

כמות החום המועברת מגוף חם לגוף קר

ש הועבר. = ג 1 M 1 (ת 1 – θ )

כמות החום שמקבל גוף קר מגוף חם

ש קיבלו. = ג 2 M 2 (θ – ט 2 )

על פי חוק שימור האנרגיה ש הועבר. = ש קיבלו., כלומר

ג 1 M 1 (ת 1 – θ )= ג 2 M 2 (θ – ט 2 )

הבה נפתח את הסוגריים ונבטא את הערך של הטמפרטורה הכוללת במצב יציב θ.

ערך הטמפרטורה θ במקרה זה יתקבל בקלווין.

אולם, שכן בביטויים ל-Q עבר. ו-Q מתקבל. אם יש הבדל בין שתי טמפרטורות, והוא זהה גם בקלווין וגם במעלות צלזיוס, אזי ניתן לבצע את החישוב במעלות צלזיוס. לאחר מכן

במקרה זה, ערך הטמפרטורה θ יתקבל במעלות צלזיוס.

ניתן להסביר את יישור הטמפרטורות כתוצאה מהולכת חום על בסיס תיאוריה קינטית מולקולרית כחילופי אנרגיה קינטית בין מולקולות במהלך התנגשות בתהליך של תנועה כאוטית תרמית.

ניתן להמחיש דוגמה זו באמצעות גרף.