Теплові властивості реальних середовищ. Температурна діаграма процесу нагрівання речовини.
Температура
характеризує величину нагрівання тіла
і визначає напрямок передачі теплоти.
Якщо
,
то теплота переходить від тіла А
до тіла В.
При цьому температура тіла А
зменшується, а температура тіла В
збільшується. Якщо
,
то самовільного переходу теплового
потоку між ними не буде.
Числове значення термодинамічної абсолютної температури можна визначити з рівняння у вигляді:
.
Таким чином, у термодинаміці температура розглядається як середньостатистична величина, що характеризує систему, яка складається з величезного (але кінечного) числа молекул, які знаходяться у хаотичному (тепловому) русі.
У технічній термодинаміці в якості робочого тіла розглядається ідеальний газ - теоретична модель реального газу, в якій не враховується взаємодія часток газу, молекул, що являють собою безоб’ємні матеріальні точки; силами міжмолекулярного зчеплення зневажають. Це дає підставу кожен дійсно існуючий у природі газ, в якому можна знехтувати силами зчеплення та об'ємом молекул (через малу їх величину), називати ідеальним газом. Ця обставина тим більш справедлива, чим вище температура газу і менше тиск.
Питома теплота плавлення та пароутворення речовини.
Тіла, які зовні здаються твердими, не завжди є такими з точки зору фізики. Істинно тверді тіла мають кристалічну структуру, з упорядкованістю молекул чи атомів у межах всього кристалу (з дальнім порядком). При нагріванні кристалічної речовини зростає хаотичність руху її молекул, і за досить високої температури зникає дальній порядок (відбувається процес плавлення). Температура кристалізації збігається з температурою плавлення. Від початку плавлення (і тверднення) і до закінчення кожного з цих процесів температура речовини залишається незмінною.
Пароутворення з поверхні речовини називається випаровуванням. Рідини випаровуються при будь-якій температурі, і навіть тверді речовини можуть слабко випаровуватись.
За досить високої температури до випаровування приєднується кипіння, тобто пароутворення зсередини рідини. У цьому процесі беруть участь повітряні бульбашки, що є в рідині. Кипіння кожної рідини при незмінному тиску відбувається при цілком певній незмінній температурі. Чим більший тиск над рідиною, тим вища температура кипіння.
Процес переходу речовини з газоподібного стану у стан з більшою густиною називається конденсацією(ущільненням).
Шляхом конденсації пари утворюється ранкова роса (наприклад, на листі рослин), іній (на поверхні ґрунту, рослинах, будівлях тощо).
Фізична
величина L,
що має назву питомої
теплоти пароутворення,
вводиться подібно до вже розглянутих
величини q
і
:
чим більше рідини в якійсь посудині,
тим довше триває повне перетворення
її на пару, і тим більша потрібна для
цього кількість теплоти.
Отже:
,
,
,
.
Для процесу
конденсації
;
у цьому випадку L
— питома теплота конденсації.