ГЛАВА 22. УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. ВЛАЖНОСТЬ
Только при нагреве полученное тепло положительно (
), при охлаждении отрицательно (
). Поэтому условие теплового баланса (равенство отданных и полученных количеств теплоты) имеет вид
Подставляя в формулу (22.5) выражения для количеств теплоты,
полученных жидкостями и калориметром (22.4), получим уравнение для установившейся температуры жидкостей и калориметра
:
Решая это уравнение, находим установившуюся температуру
Еще один важный момент, который приходится учитывать в термодинамике жидкости или твердого тела - это возможность изменений агрегатных состояний, которые могут в них происходить при изменении температуры. При нагревании твердое тело плавится и превращается в жидкость, которая может испаряться и превращаться в газ. Обратные плавлению и испарению процессы называются кристаллизацией и конденсацией соответственно. Кроме того, в жидкости при определенной температуре (которая зависит от давления) происходит процесс образования пузырьков и интенсивного испарения внутрь этих пузырьков. Этот процесс называется кипением.
Важным свойством плавления и кристаллизации кристаллического твердого вещества является то, что эти процессы происходят при строго определенной температуре, которая называется температурой плавления. Этот процесс происходит так.
Пусть у нас есть твердое тело (например, лед). Будем нагревать его, сообщая ему с какой-то скоростью теплоту. Наш лед будет нагреваться, но когда его температура достигнет температуры плавления (0 °С при атмосферном давлении) его нагревание прекратится. И сколько бы мы не сообщали ему теплоту, и с какой бы скоростью, температура льда с водой не будет возрастать, пока лед целиком не превратится в воду. Аналогично происходит процесс кристаллизации: при забирании теплоты у воды она будет охлаждаться, а после того как ее температура станет равной нулю начнется кристаллизация и образование льда.
