Конспект уроку: Рівняння теплового балансу

Рівняння теплового балансу

Коли тіла знаходяться у тепловому контакті, то тепло передається від більш нагрітого до менш нагрітого тіла. З часом між цими тілами встановлюється теплова рівновага, тобто у всіх тілах встановлюється однакова температура. Часто виникає потреба визначати величини, котрі характеризують теплообмінні процеси тіл, наприклад, - визначити температуру суміші гарячої і холодної води або встановити кількість теплоти, котру необхідно надати тілам різної температури для встановлення певної загальної температури тіл та ін.

В усіх цих випадках складають і розв'язують рівняння, які містять шукані величини. За умови, коли над тілами не виконується механічна робота, керуються такими правилами:

1) усі тіла досягають теплової рівноваги, коли їх температури вирівнюються.

2) перебуваючи у теплообміні, одні тіла віддають таку ж кількість теплоти, котру отримують інші. Ця умова називається тепловим балансом, а рівняння – рівнянням теплового балансу. Воно є виразом закону збереження енергії при теплообміні.

3) прийнято вважати кількість теплоти додатною, якщо тіло приймає теплову енергію, і від'ємною, якщо тіло віддає її.

Тому рівняння теплового балансу має відображати те, що сума кількості теплоти, котру отримали тіла, рівна сумі кількості теплоти, котру віддали інші тіла в результаті теплообміну:

При проведенні розрахунків теплообмінних процесів, розв'язуванні задач корисно дотримуватись такої послідовності дій;

• виявити, які тіла перебувають у теплообміні;
• яка температура теплової рівноваги. Якщо вона є шуканою, позначити її літерою t.
• виявити, котрі тіла віддають теплоту, а котрі отримують її;
• записати формулу для кількості теплоти кожного з тіл;
• скласти рівняння теплового балансу. У його лівій частині зазначити суму кількості теплоти, що її отримували тіла, перебуваючи у теплообміні;
• в правій частині записати суму кількості теплоти, котру віддали тіла у результаті теплообміну;
• розв'язати рівняння відносно шуканої величини.