• Главная
  • Тепловое равновесие и степени нагретости тел

Тепловое равновесие и степени нагретости тел

Рассмотрим две кастрюли с водой на плите. В одной из них вода бурлит и пузырится, в другой — ничего не происходит.

Наблюдение за кастрюлями лежит в основе понимания отличия температуры от тепла, а также понятия теплового равновесия.

 

Температура объекта определяется кинетической энергией движения частиц этого объекта.

В твёрдом теле эти движения являются колебаниями атомов относительно их расположения в кристаллической решётке. В газе это поступательные,вращательные и колебательные движения частиц.

 

Было замечено, что если допустить взаимодействие двух объектов, степень нагретости которых различна, то тепло будет передаваться от более нагретого тела к менее нагретому, пока не установится тепловое равновесие.

Тепловое равновесие — это состояние, в котором термодинамические параметры не изменяются с течением времени, при условии изолированности от окружающей среды.

Под термодинамическими параметрами понимают характеристики, описывающие состояние вещества, не учитывая его молекулярное строение:

Если взять два тела: А и С, каждое из которых находится в тепловом равновесии с телом В, то эти два тела находятся в тепловом равновесии друг с другом. Тело В становится прибором, измеряющим тепло тел А и С, то есть термометром.

Это утверждение приводит к выводу, что температура является содержательным понятием. Она характеризует состояние теплового равновесия макроскопической системы, и неизменна во всех её частях.

Степень нагретости тела (тепло) указывает направление теплообмена и характеризует тепловое равновесие. Можно сказать, что тепло — это физическая величина, из-за которой могут сколь угодно долго не меняться давление, объём и энергия тела.

Тепло не следует путать с температурой. Температура описывает внутреннее состояние тела, в то время как тепло относится к энергии, переданной телу или отданной им. Поскольку тепло является одной из форм энергии, его измеряют в джоулях (Дж). К другим единицам тепловой энергии можно отнести калории и килокалории.

1 калория = 4,186 Дж

1 килокалория = 4186 Дж

Температура — понятие содержательное. Человек может утверждать, что тела, находящихся в тепловом равновесии имеют равные значения температур. А какова их температура на самом деле? Количественную характеристику температуры получают с помощью термометров: