3. Ar siltuma daudzumu saistītas aprēķinu sakarības.

Ja siltumapmaiņas procesos mainījusies ķermeņa temperatūra, tātad iekšējā enerģija, tad ķermenis ir saņēmis vai atdevis noteiktu enerģijas daudzumu - siltuma daudzumu. Šo siltuma daudzumu var aprēķināt pēc sakarības:

$Q=\mathit{cm}(t_2-t_1)$, kur

\(Q\) - saņemtais vai atdotais siltuma daudzums, \(\mathrm{J}\)

\(c\) - vielas īpatnējā siltumietilpība, $\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K}}$

\(m\) - ķermeņa masa, \(\mathrm{kg}\)

$t_2$ - ķermeņa temperatūra siltumapmaiņas procesa beigās, \(\mathrm{°C}\)

$t_1$ - ķermeņa temperatūra siltumapmaiņas procesa sākumā, \(\mathrm{°C}\)

 

Ja aprēķinu rezultātā iegūts negatīvs rezultāts - tas nozīmē vienīgi to, ka ķermenis siltumu atdevis!

 

Tā kā \(\mathrm{1\ °C = 1\ K}\), tad līdzīgu sakarību var izmantot, ja temperatūras dotas Kelvina grādos $T_1,T_2$:

 

Ja siltumapmaiņas procesā zināms, par cik grādiem izmainījās ķermeņa temperatūra \(Δt\) vai \(ΔT\), bez informācijas par sākuma vai beigu temperatūrām, tad siltuma daudzumu var aprēķināt pēc sakarībām:

$Q=\mathit{cm}\mathrm{\Delta }t$ vai $Q=\mathit{cm}\mathrm{\Delta }T$.

 

Ķermeņa siltumietilpību \(C\) aprēķina:

$C=\mathit{cm}$, kur

\(c\) - ķermeņa vielas īpatnējā siltumietilpība, $\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K}}$

\(m\) - ķermeņa masa, \(\mathrm{kg}\)

\(C\) - ķermeņa siltumietilpība. $\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{K}}$

Ja zināma ķermeņa siltumietilpība, tad siltuma daudzumu siltumapmaiņas procesā var aprēķināt:

$Q=C\mathrm{\Delta }t$ vai $Q=C\mathrm{\Delta }T$

 

Ja ķermeņa iekšējo enerģiju palielina ar sildītāja palīdzību, var noderēt kurināmā sadegšanas siltuma aprēķināšanas formula:

$Q=\mathrm{\eta }\mathit{qm}$, kur

\(η\) - sildītāja lietderības koeficients, procenti pārveidoti decimāldaļā

\(q\) - kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums, $\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg}}$

\(m\) - kurināmā masa, \(\mathrm{kg}\)

\(Q\) - sildītāja atdotais siltuma daudzums ķermenim, \(\mathrm{J}\).

 

Siltuma bilances vienādojums:

Ja siltumapmaiņa notiek starp vairākiem ķermeņiem, tad siltuma daudzums, ko vieni ķermeņi atdod ir vienāds ar siltuma daudzumu, ko citi saņem. Matemātiski šo vienādojumu pieraksta šādi:

Šo vienādojumu sauc par siltuma bilances vienādojumu.

Dažos gadījumos šo vienādojumu vienkāršāk pierakstīt formā:

Tikai jāievēro, ka šajā gadījumā $t_2$ ir procesa augstākā temperatūra un $t_1$ - zemākā.