Тепловое равновесие и внутренняя энергия тел
Тепловое равновесие — состояние изолированной системы тел, при котором между телами не происходит теплообмена.
Что это означает? Представим, что человек берёт стакан с водой, температура которой равна 25°C, температура тела человека 36,6°C. Как только человек возьмёт стакан, тепловое равновесие будет отсутствовать, так как рука человека будет охлаждаться, а стакан с водой — нагреваться. Через некоторое время температуры стакана и руки выровняются, и наступит тепловое равновесие.
Внутренняя энергия (U) — сумма всех кинетических и потенциальных энергий молекул вещества. При переходе из одного агрегатного состояния в другое кинетическая энергия молекул не меняется, так как температура остаётся постоянной, однако потенциальная энергия молекул изменяется, так как при фазовых переходах меняется расстояние между молекулами.
В модели идеального газа потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь, поэтому его внутренняя энергия равна сумме кинетических энергий молекул.
Горение и удельная теплота сгорания
Горение — это физико-химический процесс превращения исходных веществ в продукты сгорания в результате реакции с кислородом, сопровождающийся интенсивным выделением тепла.
Количество теплоты, выделяющееся при сгорании вещества массой m, вычисляют по формуле:
$Q=qm$
Удельная теплота сгорания (q) — количество теплоты, которое выделится в результате полного сгорания тела массой 1 кг, измеряется в Дж/кг.
В таблице представлена удельная теплота сгорания основных веществ:
Примеры решения задач
Задание 1
Какую массу керосина нужно сжечь, чтобы получить количество теплоты равное 13,8 МДж? Тепловыми потерями пренебречь.
Запишем формулу теплоты:
$Q = qm$
$m = \frac{Q}{q} = \frac{13,8 \cdot 10^7}{4,6 \cdot 10^7}$ = 0,3 кг = 300 г.
Ответ: 300 г.
Авторы:
Саня Эбонит, преподаватель «100балльного репетитора» по физике ЕГЭ;
Кир Синюткин, методист “100балльного репетитора” по физике ЕГЭ
