ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ Теплота. Опыт Джоуля. Эквивалентность теплоты и работы из "Техническая термодинамика Изд.3 " Теплота является одним из наиболее важных понятий термодинамики. По своему существу понятие теплоты близко к понятию работы. И то и другое, и теплота и работа, являются формами передачи энергии. Поэтому не имеет смысла говорить, что тело обладает каким-то запасом тепла или работы. Можно лишь констатировать, что телу сообщена (или от тела отнята) определенная теплота или определенная работа. [c.25] Различие между теплотой и работой состоит в том, что они являются различными формами передачи энергии. Теплота представляет собой такую форму передачи энергии, которая определяется либо непосредственным контактом между телами (теплопроводность, конвекция), либо лучистым переносом энергии. Работа представляет собой иной механизм передачи энергии. В случае механической работы обязательно имеет место изменение объема тела. [c.25] Принято считать, что подвод тепла связан с повышением температуры тела, определяемой энергией микрочастиц тела. В большинстве случаев так действительно и бывает. Но, как мы увидим в дальнейш ем, бывает, что, несмотря на подвод к телу тепла, его температура понижается. Все зависит от баланса энергии, подводимой к телу и отводимой от него. В частном, но наиболее распространенном случае изменение температуры тела определяется соотношением теплоты и механической работы, переданных телу и отнятых от него. [c.25] В ходе развития науки представления о теплоте изменялись. Со времен Аристотеля господствовало представление о том, что теплота является одним из первичных качеств , присущих материи, причем каждому из тел это первичное качество присуще в различной мере. Уже в XVII в. в трудах Р. Декарта, Ф. Бэкона содержатся попытки связать представление о теплоте с движением частиц, из которых состоит тело. В XVIII в. в связи с широким развитием калориметрии в науку прочно вошло представление о так называемом теплороде (флогистоне) — особой невязкой и невидимой жидкости, переходящей от более нагретых тел к менее нагретым при их соприкосновении повышение температуры тела объяснялось увеличением содержания теплорода в теле. Следует заметить, что еще в 1760 г. М. В. Ломоносов отвергал теорию теплорода, постулируя представление о теплоте как о форме движения частиц. [c.25] Иными словами, Джоуль установил, что при затрате одного и того же количества работы выделяется всегда одно и то же количество тепла. Таким образом, было показано, что количество полученного тепла эквивалентно количеству затраченной работы понятно, что это соотношение справедливо и при совершении работы за счет затраты тепла. [c.26] Как уже отмечалось, достаточно точные методы измерения тепла (калориметрия) были разработаны еще в XVIII в., т. е. задолго до окончательного выяснения природы теплоты, на основе использования представлений о температуре и теплоемкости тела. В свое время наиболее употребительной единицей измерения тепла была калория, которую определяли как количество тепла, необходимое для нагрева 1 г воды на 1° С. Однако впоследствии было обнаружено, что теплоемкость воды несколько меняется с температурой и поэтому при разных температурах для нагрева 1 г воды на 1 С требуются различные количества тепла в этой связи потребовалось уточнить понятие калории, и была введена так называемая 15-градусная калория — количество тепла, расходуемое на нагревание воды от 14,5 до 15,5° С. В настоящее время для измерения количества тепла и работы применяются различные единицы, соотношение между которыми приведено в табл. 2-1. Наиболее употребительными единицами являются джоуль, а также международная калория 4,1868 Дж=1 кал). [c.27] Вскоре после опытов Джоуля была разработана молекулярно-кинетическая теория вещества, в соответствии с которой теплота является энергией хаотического теплового движения микрочастиц, составляющих тело. [c.27] В дальнейшем для упрощения обозначений в термодинамических уравнениях не будут фигурировать коэффициенты AmJ — теплота и работа будут измеряться в одинаковых единицах. [c.27] Вернуться к основной статье