Кількість теплоти - не все так просто

Якщо у склянці з окропом залишити холодну ложку, то через деякий час її температура зрівняється з температурою води. Вода трохи остигає, а ложка, навпаки, нагрівається. Температура у них стає однаковою і приходить в рівновагу, деяка кількість теплоти переходить від більш гарячого до більш холодного тіла.

З точки зору сучасної молекулярно-кінетичної теорії від предмета з високою температурою відбувся перехід енергії до предмета з низькою температурою. І такий перехід відбувається, поки не зрівняється температура обох тіл, тобто вони прийдуть до стану теплового рівноваги. По суті справи, поняття кількість теплоти, що є заходом перенесення енергії, збереглося з тих пір, коли фізики користувалися таким поняттям, як теплород.

Однак це не означає, що сьогодні не можна ним керуватися. Це поняття досить точно характеризує процеси, що відбуваються при теплообміні. Загальноприйнято кількість теплоти позначати буквою Q і вимірювати в Джоулях. Або ще користуються застарілими одиницями виміру - калорією і (більш великої) кілокалорій. Тепер, напевно, треба трохи торкнутися того, що буде відбуватися з речовиною при отриманні якоїсь енергії ззовні.

При теплообміні одержувана енергія (тепло) може витрачатися на нагрівання речовини або предмета (чайна ложка у склянці), зміна його агрегатного стану - плавлення (масло на сковорідці) або пароутворення (чайник на плиті). Зрозуміло, що це різні процеси, і для кожного з описаних явищ потрібно свою кількість енергії. Вчені зрештою встановили, як можна здійснити розрахунок кількості теплоти, що вимагається в кожному конкретному випадку.

Правда, тут теж все виявилося не так просто. У тому випадку, якщо агрегатний стан речовини не змінюється, одержувана енергія пропорційна масі тіла і різниці температур між взаємодіючими тілами. Це повинно бути зрозуміло за наступним прикладом. Якщо в склянку з окропом помістити легку ложку, то ложка швидко нагріється, а якщо легкий стакан з окропом поставити на масивну металеву плиту, то зміна температури плити можна буде зафіксувати тільки за допомогою спеціальних приладів.

В описаній залежності не врахований ще один фактор - властивості самої речовини. Для опису характеристик матеріалу використовується спеціальний параметр - так звана питома теплоємність. Ця величина характеризує кількість теплоти, яке треба передати речовині для зміни його температури на 1 ° С. У кожного матеріалу ця величина, що характеризує здатність приймати (віддавати) тепло, своя.

Якщо ж у процесі теплообміну відбувається зміна стану тіла, тобто воно плавиться або перетворюється на пару, в такому випадку говорять трохи про інші речі. Для розплавлення речовини до нього підводять кількість теплоти, званої теплотою плавлення, а для утворення пари - теплотою пароутворення.

При цьому замість питомої теплоємності при розрахунках використовується питома теплота плавлення або пароутворення. Завдяки цим коефіцієнтам можна знайти кількість теплоти, необхідну для плавлення або переведення в пар потрібної кількості речовини. Для цього необхідно лише помножити значення коефіцієнта питомої теплоти плавлення або пароутворення на масу речовини. У підсумку вийде шукана кількість теплоти для отримання потрібного результату (плавлення або паротворення). Згадані коефіцієнти легко можна знайти в довідниках.

Ось так можна описати, що є поняттям кількість теплоти, з чим воно пов`язане, на що витрачається, і як можна визначити і розрахувати виділяється (поглинається) тепло при різних фізичних процесах.