Question

Вывидите из закона сохранения внутреней энергии уравнение теплового баланса

Answer 1

Вобщем - изменение внутренней энергии системы равно сумме из работы внешних сил и количества теплоты, которое эта система получила из вне или отдала. записывается это так: dU = A + Q.
теперь представим, что система у нас изолированная, т.е. А=0 и Q=0, тогда и изменение внутренней энергии системы dU = 0. говоря, простым языком если система у нас состоит из одного единственного тела и она изолирована, то его температура все время будет постоянной.
если же система состоит допустим из двух тел и одно более горячее чем другое, то при соприкосновении этих тел тепловая энергия будет передаваться от более нагретой тела к телу менее нагретому до тех пор, пока их температуры не сравнится, при этом количество теплоты, отданное более горячим телом будет в точности равняться количеству теплоты, полученному телом менее горячим. записать это можно так: Qп = Qo это и есть уравнение теплового баланса для изолированной системы.

Answer 2

Закон сохранения внутренней энергии утверждает, что при любых процессах, происходящих в изолированной системе, ее внутренняя энергия остается неизменной. Это означает, что изменение внутренней энергии системы равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, полученного системой: ΔU = A + Q.

Уравнение теплового баланса следует из закона сохранения внутренней энергии для системы, состоящей из двух тел с разной температурой, которые находятся в тепловом контакте. При теплообмене более горячее тело отдает энергию, а менее нагретое - получает. При этом суммарная внутренняя энергия тел не меняется, то есть ΔU = 0. Тогда из формулы ΔU = A + Q следует, что A + Q = 0, или A = -Q. Это означает, что работа внешних сил равна по модулю количеству теплоты, обменянному телами. Но, согласно формуле Q = cmΔt, количество теплоты, отданное или полученное телом, пропорционально его массе, удельной теплоемкости и изменению температуры. Поэтому можно записать, что Q отд = -Q пол , или cm 1 Δt 1 = -cm 2 Δt 2 , где индексы 1 и 2 относятся к более горячему и менее горячему телу соответственно. Это уравнение называют уравнением теплового баланса. Оно показывает, что при теплообмене количество теплоты, отданное одним телом, равно по модулю количеству теплоты, полученному другим телом.