Количество теплоты это:

Количество теплоты
Термодинамические величины
Thermodynamics navigation image.svg
Статья является частью серии «Термодинамика».
Энтропия
Количество теплоты
Термодинамическая работа
Химический потенциал
См. также: Термодинамические потенциалы.
Разделы термодинамики
Начала термодинамики
Уравнение состояния
Термодинамические величины
Термодинамические потенциалы
Термодинамические циклы
Фазовые переходы
править
См. также «Физический портал»

Коли́чество теплоты́ — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин.

Количество теплоты является функцией процесса, а не функцией состояния, то есть количество теплоты, полученное системой, зависит от способа, которым она была приведена в текущее состояние.

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): Джоуль.

Определение

Рассмотрим систему, состоящую из двух тел \mathrm A и \mathrm B. Предположим, что тело \mathrm B заключено почти полностью в жёсткую адиабатическую оболочку, так что оно не способно совершать макроскопическую работу, а обмениваться теплом (то есть энергией) посредством микроскопических процессов может лишь с телом \mathrm A. Предположим, что тело \mathrm A также заключено в адиабатическую оболочку почти полностью, так что для него возможен теплообмен лишь с \mathrm B, но не будем предполагать, что оболочка жёсткая. Количеством теплоты, сообщённой телу \mathrm A в некотором процессе, будем называть величину Q_A = -\Delta U_B, где \Delta U_B — изменение внутренней энергии тела \mathrm B. Согласно закону сохранения энергии,

A = \Delta U_A + \Delta U_B,

где A — макроскопическая работа внешних сил над телом \mathrm A. Если учесть, что

A = - A_{int},

где A_{int} — работа, совершённая телом \mathrm A, то по закону сохранения энергии можно придать форму первого начала термодинамики:

A = \Delta U_A + A_{int}.

Из первого начала термодинамики следует корректность введённого определения количества теплоты, то есть независимость соответствующей величины от выбора пробного тела \mathrm B и способа теплообмена между телами. Заметим, что для определения количества теплоты необходимо пробное тело, в противном случае первое начало теряет смысл содержательного закона и превращается в определение количества теплоты (весьма бесполезное в таком виде). При определении количества теплоты независимо от A и \Delta U_A первое начало становится содержательным законом, допускающим экспериментальную проверку.

Отметим, что, как и совершённая работа, количество переданной теплоты зависит от конкретного процесса, совершённого над телом.

Неравенство Клаузиуса. Энтропия

Предположим, что рассматриваемое тело может обмениваться теплотой лишь с N бесконечными тепловыми резервуарами, внутренняя энергия которых столь велика, что при рассматриваемом процессе температура каждого остаётся строго постоянной. Предположим, что над телом был совершён произвольный круговой процесс, то есть по окончании процесса оно находится абсолютно в том же состоянии, что и в начале. Пусть при этом за весь процесс оно заимствовало из i-го резервуара, находящегося при температуре T_i, количество теплоты Q_i. Тогда верно следующее неравенство Клаузиуса:

\circ\sum_{i=1}^{N} \frac{Q_i}{T_i} \leqslant 0

Здесь \circ обозначает круговой процесс. В общем случае теплообмена со средой переменной температуры неравенство принимает вид

\oint \frac{\delta Q(T)}{T} \leqslant 0

Здесь \delta Q(T) — количество теплоты, переданное участком среды с (постоянной) температурой T. Это неравенство применимо для любого процесса, совершаемого над телом. В частном случае квазистатического процесса оно переходит в равенство. Математически это означает, что для квазистатических процессов можно ввести функцию состояния, называемую энтропией, для которой

S = \int \frac{\delta Q(T)}{T}
dS = \frac{\delta Q}{T}

здесь T — это абсолютная температура внешнего теплового резервуара. В этом смысле \frac{1}{T} является интегрирующим множителем для количества теплоты.

Для неквазистатических процессов такое определение энтропии не работает. Например, при адиабатическом расширении газа в пустоту

\int \frac{\delta Q(T)}{T} = 0

однако энтропия при этом возрастает, в чём легко убедиться, переведя систему в начальное состояние квазистатически и воспользовавшись неравенством Клаузиуса. Кроме того, энтропия (в указанном смысле) не определена для неравновесных состояний системы, хотя во многих случаях систему можно считать локально равновесной и обладающей некоторым распределением энтропии.

Литература

  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Количество теплоты" в других словарях:

  • количество теплоты — šilumos kiekis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Energija, kurią šiltesnis kūnas perduoda šaltesniam nepernešdamas medžiagos ir neatlikdamas darbo. atitikmenys: angl. amount of heat; heat quantity; quantity of heat vok.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • количество теплоты — šilumos kiekis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. amount of heat; quantity of heat vok. Wärmemenge, f rus. количество тепла, n; количество теплоты, n pranc. quantité de chaleur, f …   Fizikos terminų žodynas

  • количество теплоты — šiluma statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Energija, kylanti judant molekulėms, atomams ir pan. atitikmenys: angl. heat vok. Wärme, f; Wärmemenge, f rus. количество теплоты, n; теплота, f pranc. chaleur, f ryšiai: susijęs… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • количество теплоты — šiluma statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Kinetinės energijos forma, susijusi su kūno mikrodalelių netvarkiuoju judėjimu. atitikmenys: angl. heat vok. Wärme, f; Wärmemenge, f rus. количество теплоты, n; теплота, f pranc.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • количество теплоты — šilumos kiekis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Energijos kiekis, kurį gauna (atiduoda) šilumos mainų metu kūnas ar sistema. Skirtingai negu vidinė energija, šilumos kiekis yra proceso funkcija ir jo vertė priklauso ne tik nuo pradinės ir… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • количество теплоты выделившейся в рабочем объеме камеры сгорания — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN amount of heat released in the combustor working volume (space)Qi …   Справочник технического переводчика

  • количество теплоты, выделенное при трении — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN frictional heat gain …   Справочник технического переводчика

  • количество теплоты (тепловая энергия) — 3.6 количество теплоты (тепловая энергия): Изменение внутренней энергии теплоносителя, происходящее при теплопередаче в теплообменных контурах (без массопереноса и совершения работы). Источник: ГОСТ Р 51649 2000: Теплосчетчики для водяных систем… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • теоретическое количество теплоты, которое могло бы выделиться при полном сгорании топлива — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN theoretical amount of heat which could be released with complete fuel combustionQii …   Справочник технического переводчика

  • КОЛИЧЕСТВО — (1) вещества физ. величина, определяемая числом структурных элементов, содержащихся в веществе. В СИ единицей количества вещества является (см.); (2) К. информации мера снятой неопределённости её уменьшение в результате наблюдения за др. объектом …   Большая политехническая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Количество теплоты» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»