Teorija
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:
, kur
\(Q\) - saņemtais vai atdotais siltuma daudzums, \(\mathrm{J}\)
\(c\) - vielas īpatnējā siltumietilpība,
\(m\) - ķermeņa masa, \(\mathrm{kg}\)
- ķermeņa temperatūra siltumapmaiņas procesa beigās, \(\mathrm{°C}\)
- 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 :
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:
vai .
Ķermeņa siltumietilpību \(C\) aprēķina:
, kur
\(c\) - ķermeņa vielas īpatnējā siltumietilpība,
\(m\) - ķermeņa masa, \(\mathrm{kg}\)
\(C\) - ķermeņa siltumietilpība.
Ja zināma ķermeņa siltumietilpība, tad siltuma daudzumu siltumapmaiņas procesā var aprēķināt:
vai
Ja ķermeņa iekšējo enerģiju palielina ar sildītāja palīdzību, var noderēt kurināmā sadegšanas siltuma aprēķināšanas formula:
, kur
\(η\) - sildītāja lietderības koeficients, procenti pārveidoti decimāldaļā
\(q\) - kurināmā īpatnējais sadegšanas siltums,
\(m\) - 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 ir procesa augstākā temperatūra un - zemākā.
Atsauce:
P. Puķītis Fizika 11. klasei, Zvaigzne ABC, 2011., 26. lpp.