Notranja energija in toplota
Toplota je del notranje energije snovi, ki se pretaka iz toplejših predelov
snovi v hladnejše. Snov oddaja toploto na račun svoje notranje enrgije.
Če snov toploto prejme, se ji poviša temperatura in s tem tudi notranja
energija, če snov toploto odda, se ji notranja energija zmanjša.
Da snov z maso m segrejemo za določeno spremembo temperature
DT,
je potrebna toplota, ki se pretvori v notranjo energijo snovi:
DWn=Q=mcDT
Specifična toplota snovi c, je toplota, ki je potrebna, da segrejemo
1kg snovi za 1K; njena enota je J/kgK.
Tabela 1: Specifične toplote različnih snovi:
snov |
specifična toplota [J/kgK] |
voda |
4200 |
aluminij |
880 |
železo-surovo |
500 |
baker |
390 |
jeklo |
460 |
srebro |
235 |
svinec |
130 |
zlato |
130 |
Poleg temperaturne spremembe snovi lahko nastopi pri segrevanju tudi sprememba
agregatnega stanja:
- taljenje - prehod iz trdnega v tekoče agregatno stanje
-
zmrzovanje - prehod iz tekočega v trdno agregatno stanje
- izparevanje - prehod iz tekočega v plinasto agregatno stanje, pri temperaturi
vrelišča
- utekočinjanje (kondenzacija) - prehod iz plinastega v tekoče agregatno stanje
Za toploto, ki je potrebna za stalitev določene količine trdne
snovi velja, da je toplota sorazmerna z maso snovi:
Q=qtm
kjer je qt specifična talilna toplota, ki je odvisna
od snovi. Specifična talilna toplota pove, koliko toplote rabimo, da
stalimo 1kg snovi pri temperaturi tališča.
Podobno velja za toploto, ki je poterebna za izparitev določene
tekoče snovi:
Q = qim qi
je specifična izparilna toplota
Tabela 2: Specifične talilne in izparilne toplote:
snov |
specifična talilna toplota [kJ/kg] |
specifična izparilna toplota [kJ/kg] |
voda |
334 |
2260 |
aluminij |
322 -394 |
9220 |
železo |
293 |
6300 |
srebro |
88 |
2350 |
svinec |
22,5 |
880 |
in tudi za sežig snovi:
Q = qsm
qs je specifična sežigna toplota
Tabela 3: Specifične sežigne toplote
snov |
specifična sežigna toplota [MJ/kg] |
etilni alkohol |
29,9 |
vodik |
142 |
črni premog |
33,5 |
les |
16,7 |
bencin |
46,5 |
kruh |
10 |
|