Кі́лькість теплоти́ (кі́лькість тепла́) або просто теплота́ — це фізична величина, що відповідає енергії, перенесення якої між двома тілами (різними ділянками тіла) здійснюється за рахунок різниці температур без виконання механічної роботи і не зв'язана з перенесенням речовини від одного тіла до іншого. Виступає характеристикою процесів передавання енергії між тілами при теплообміні.
Кількість теплоти | |
Досліджується в | термодинаміка |
---|---|
Розмірність | |
Символ величини (LaTeX) | [1] |
Рекомендована одиниця вимірювання | джоуль[1][2][3] і d[1] |
Протилежне | термодинамічна робота |
Кількість теплоти у Вікісховищі |
Загальні поняття
Кількість теплоти є однією з основних термодинамічних величин. Визначається кінетичною енергією мікрочастинок (електронів, атомів, молекул тощо), з яких складається тіло, і потенціальною енергією їхньої взаємодії. Набута тілом теплота йде на збільшення внутрішньої енергії тіла і на виконання зовнішньої роботи.
Позначається зазвичай літерою Q, має розмірність енергії. В Міжнародній системі одиниць (SI) кількість теплоти (теплоту) вимірюють у джоулях, проте доволі часто використовують позасистемну одиницю вимірювання — калорію.
Кількість теплоти, яка передається тілу, або відбирається від тіла в зворотніх рівноважних процесах, можна визначити із першого закону термодинаміки:
- ,
де Q — кількість теплоти, отриманої тілом, ΔU — зміна його внутрішньої енергії, A — робота, виконана тілом над іншими тілами.
Кількість теплоти Q, яка виділяється (поглинається) тілом в якомусь процесі, залежить від виду цього процесу і тому не може обчислюватись лише за початковим і кінцевим значенням термодинамічних параметрів. Для оборотних процесів за другим началом термодинаміки елементарна кількість теплоти
- ,
де T — абсолютна температура, dS — зміна ентропії; для необоротних процесів dQ ≤ TdS.
Поняття теплоти широко застосовують у термодинаміці й теплотехніці.
Історія впровадження терміну
Хоча процеси обміну тіл теплом інтуїтивно зрозумілі, фізичну природу цих явищ збагнути досить нелегко. Лише під кінець XIX сторіччя виробилося розуміння того, що тепло зумовлене хаотичним рухом атомів і молекул. До того вважалося, що обмін теплом між тілами викликаний перетіканням від одного тіла до іншого певної невловимої речовини. В XVII столітті запропонував теорію флогістону, за допомогою якої намагався пояснити горіння. Після відкриття кисню Антуан Лавуазьє запропонував свою власну калоричну теорію, в якій тепло визначалося, як певна невагома речовина теплець, що перетікає між тілами.
Побудувавши кінетичну теорію газів, у якій стверджувалося, що гази складаються із великого числа маленьких часточок — молекул, Даніель Бернуллі першим запропонував ідею про те, що теплота не що інше, як тепловий рух молекул.
Сучасне розуміння теплоти склалося після відкриття першого закону термодинаміки, коли Маєр та Джоуль продемонстрували, що робота може переходити в тепло й навпаки.
Статистична фізика
В статистичній фізиці кількість теплоти, отриманої тілом при переході між двома близькими макроскопічними станами, визначається, як
- ,
де T — температура, ΔS — термодинамічна ентропія.
Див. також
Примітки
- International Organization for Standardization 5-6.1 // Quantities and units — Part 5: Thermodynamics — 2 — 2019. — 16 p.
- SI A concise summary of the International System of Units, SI — 2019.
- 5-6.a // Quantities and units—Part 5: Thermodynamics — 1 — ISO, 2007. — 22 p.
- ДСТУ 3518-97 Термометрія. Терміни та визначення.
Література
- Callen, H.B. (1960/1985). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York, ISBN 0-471-86256-8.
- Adkins, C.J. (1968/1983). Equilibrium Thermodynamics, (1st edition 1968), third edition 1983, Cambridge University Press, Cambridge UK, ISBN 0-521-25445-0.
- Born, M. (1949). Natural Philosophy of Cause and Chance, Oxford University Press, London.
Посилання
- Теплота // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ki lkist teploti ki lkist tepla abo prosto teplota ce fizichna velichina sho vidpovidaye energiyi perenesennya yakoyi mizh dvoma tilami riznimi dilyankami tila zdijsnyuyetsya za rahunok riznici temperatur bez vikonannya mehanichnoyi roboti i ne zv yazana z perenesennyam rechovini vid odnogo tila do inshogo Vistupaye harakteristikoyu procesiv peredavannya energiyi mizh tilami pri teploobmini Kilkist teplotiDoslidzhuyetsya vtermodinamikaRozmirnistL2MT 2 displaystyle mathsf L 2 mathsf M mathsf T 2 Simvol velichini LaTeX Q displaystyle Q 1 Rekomendovana odinicya vimiryuvannyadzhoul 1 2 3 i d 1 Protilezhnetermodinamichna robota Kilkist teploti u VikishovishiZagalni ponyattyaKilkist teploti ye odniyeyu z osnovnih termodinamichnih velichin Viznachayetsya kinetichnoyu energiyeyu mikrochastinok elektroniv atomiv molekul tosho z yakih skladayetsya tilo i potencialnoyu energiyeyu yihnoyi vzayemodiyi Nabuta tilom teplota jde na zbilshennya vnutrishnoyi energiyi tila i na vikonannya zovnishnoyi roboti Poznachayetsya zazvichaj literoyu Q maye rozmirnist energiyi V Mizhnarodnij sistemi odinic SI kilkist teploti teplotu vimiryuyut u dzhoulyah prote dovoli chasto vikoristovuyut pozasistemnu odinicyu vimiryuvannya kaloriyu Kilkist teploti yaka peredayetsya tilu abo vidbirayetsya vid tila v zvorotnih rivnovazhnih procesah mozhna viznachiti iz pershogo zakonu termodinamiki Q DU A displaystyle Q Delta U A de Q kilkist teploti otrimanoyi tilom DU zmina jogo vnutrishnoyi energiyi A robota vikonana tilom nad inshimi tilami Kilkist teploti Q yaka vidilyayetsya poglinayetsya tilom v yakomus procesi zalezhit vid vidu cogo procesu i tomu ne mozhe obchislyuvatis lishe za pochatkovim i kincevim znachennyam termodinamichnih parametriv Dlya oborotnih procesiv za drugim nachalom termodinamiki elementarna kilkist teploti dQ TdS displaystyle dQ TdS de T absolyutna temperatura dS zmina entropiyi dlya neoborotnih procesiv dQ TdS Ponyattya teploti shiroko zastosovuyut u termodinamici j teplotehnici Istoriya vprovadzhennya terminuHocha procesi obminu til teplom intuyitivno zrozumili fizichnu prirodu cih yavish zbagnuti dosit nelegko Lishe pid kinec XIX storichchya virobilosya rozuminnya togo sho teplo zumovlene haotichnim ruhom atomiv i molekul Do togo vvazhalosya sho obmin teplom mizh tilami viklikanij peretikannyam vid odnogo tila do inshogo pevnoyi nevlovimoyi rechovini V XVII stolitti zaproponuvav teoriyu flogistonu za dopomogoyu yakoyi namagavsya poyasniti gorinnya Pislya vidkrittya kisnyu Antuan Lavuazye zaproponuvav svoyu vlasnu kalorichnu teoriyu v yakij teplo viznachalosya yak pevna nevagoma rechovina teplec sho peretikaye mizh tilami Pobuduvavshi kinetichnu teoriyu gaziv u yakij stverdzhuvalosya sho gazi skladayutsya iz velikogo chisla malenkih chastochok molekul Daniel Bernulli pershim zaproponuvav ideyu pro te sho teplota ne sho inshe yak teplovij ruh molekul Suchasne rozuminnya teploti sklalosya pislya vidkrittya pershogo zakonu termodinamiki koli Mayer ta Dzhoul prodemonstruvali sho robota mozhe perehoditi v teplo j navpaki Statistichna fizikaV statistichnij fizici kilkist teploti otrimanoyi tilom pri perehodi mizh dvoma blizkimi makroskopichnimi stanami viznachayetsya yak DQ T DS displaystyle Delta Q T cdot Delta S de T temperatura DS termodinamichna entropiya Div takozhPitoma teplota plavlennya Pitoma teplota paroutvorennya Pitoma teplota zgoryannya Teployemnist Teplota vibuhu Teplota zgoryannya Teplota zmochuvannya Teplota kristalizaciyi Teplota okisnennya Teplota plavlennya Teplota reakciyi Teplota rozchinennya Teplota sublimaciyi Teplota utvorennya himichnoyi spoluki Teplota utvorennya poverhniPrimitkiInternational Organization for Standardization 5 6 1 Quantities and units Part 5 Thermodynamics 2 2019 16 p d Track Q15028d Track Q92157468 SI A concise summary of the International System of Units SI 2019 d Track Q68977959 5 6 a Quantities and units Part 5 Thermodynamics 1 ISO 2007 22 p d Track Q15028d Track Q26711934 DSTU 3518 97 Termometriya Termini ta viznachennya LiteraturaCallen H B 1960 1985 Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics 1st edition 1960 2nd edition 1985 Wiley New York ISBN 0 471 86256 8 Adkins C J 1968 1983 Equilibrium Thermodynamics 1st edition 1968 third edition 1983 Cambridge University Press Cambridge UK ISBN 0 521 25445 0 Born M 1949 Natural Philosophy of Cause and Chance Oxford University Press London PosilannyaTeplota Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006