Количество теплоты как мера изменения внутренней энергии

Количество теплоты — мера изменения внутренней энергии. Как посчитать количество теплоты.

Внутренняя энергия тела может изменяться двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Если изменение внутренней энергии осуществляется теплопередачей, то переход энергии от одних тел к другим осуществляется теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Энергия, которую тело получает или теряет при теплопередаче, называется количеством теплоты.

Модель 1. Если два тела, имеющих разные температуры, привести в тепловой контакт, то возникнет процесс теплопередачи, который всегда направлен от более горячего тела к более холодному. Процесс теплопередачи прекращается, когда температуры обеих тел станут равными

Как подсчитать количество теплоты?

Внутренняя энергия определяется скоростью теплового движения частиц, из которых состоит тело, следовательно, количество теплоты как мера изменения внутренней энергии связана с температурой тела. Если температура тела возросла, то тело получило некоторое количество теплоты, если понизилась — то отдало. Таким образом, количество теплоты зависит от изменения температуры тела:
Q ~ Δt.

Количество теплоты зависит от массы тела. Чем больше масса тела, тем большее количество теплоты требуется для нагревания тела до одной и той же температуры. Значит количество теплоты прямо пропорционально массе тела:
Q ~ m.

Массы молекул тел разных веществ различны, то есть при одинаковом изменении температуры количество теплоты, полученное или отданное этими телами, будет различным. Значит, количество теплоты зависит от рода вещества.

Количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела (или выделяемое при охлаждении), зависит от массы этого тела, от изменения его температуры и от рода вещества.

Количество теплоты, как и любой вид энергии, измеряют в джоулях и килоджоулях.

1 кДж = 1000 Дж.

Для измерения количества теплоты ранее употребляли особую единицу — калорию. Калория, это количество теплоты, которое необходимо передать 1 г воды для нагревания её на 1 °С.

1 кал = 4,19 Дж.

1 ккал = 4190 Дж ≈ 4,2 кДж.