Co nazywamy bilansem cieplnym?
Jeżeli mamy dwa ciała o różnej temperaturze i doprowadzimy do ich zetknięcia ze sobą, to nastąpi wymiana ciepła pomiędzy tymi dwoma ciałami. Wymiana ta będzie przebiegać w ten sposób, że ciało o temperaturze wyższej będzie oddawać ciepło ciału o niższej temperaturze, które z kolei będzie to ciepło pobierać. Proces takiej wymiany będzie trwać do momentu, aż temperatura obu ciał się wyrówna.
O bilansie cieplnym mówimy, gdy ilość ciepła pobrana przez ciało o mniejszej temperaturze, jest równa ilości ciepła oddanego przez ciało o wyższej temperaturze:
Zysk ciepła = Strata ciepła
Przykład:
Mamy dwa ciała, charakteryzujące się określoną masą - m, ciepłem właściwym - c i temperaturą T:
Ciało I - m1, c1, T1
Ciało II - m2, c2, T2
Przy czym T1 > T2
Po procesie wymiany ciepła, ciała osiągają temperaturę - T.
Ciało I oddaje ciepło, w wyniku czego strata ciepła wynosi:
Q1 = m1c1(T1 - T)
Ciało II pobiera ciepło, w wyniku czego zyskuje ciepło:
Q2 = m2c2(T - T2)
W związku z czym bilans cieplny wynosi:
Q1 = Q2
m1c1(T1 - T) = m2c2(T - T2)
Z równania tego możemy wyznaczyć, wszystkie poszukiwane przez nas wartości.
Przykładowe zadanie:
Mamy aluminiową puszkę, której masa wynosi 0,1 kg, a temperatura 20,70C. Do puszki tej wlano 0,3 kg wody o temperaturze 60C. Po pewnym czasie temperatura wody i puszki wyrównała się i osiągnęła wartość 70C. Przyjmując, że ciepło właściwe aluminium wynosi 920 J/kg*0C, proszę obliczyć ciepło właściwe wody.
