Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Vnútorná energia telesa

Kalorimetrická rovnica

Ako vlastne vypočítame, koľko tepla sústava prijala alebo odovzdala. Vzťah je pomerne jednoduchý:

Q=m⋅c⋅ΔtQ = m \cdot c \cdot \Delta t

kde mm je hmotnosť telesa, cc je hmotnostná tepelná kapacita látky a Δt\Delta t je zmena teploty. Hmotnostná tepelná kapacita cc udáva, koľko tepla treba dodať 1 kilogramu látky, aby sa zohrial o 1 kelvin, čo je pri rozdiele teplôt to isté ako 1 °C1 \ °C. Jej jednotkou je J⋅kg−1⋅K−1\mathrm{J \cdot kg^{-1} \cdot K^{-1}} a každá látka má svoju vlastnú hodnotu. Pre vodu je to až 4180 J⋅kg−1⋅K−14180\ \mathrm{J \cdot kg^{-1} \cdot K^{-1}}, čo je v porovnaní s inými látkami mimoriadne veľa.

Práve preto trvá tak dlho, kým sa prevarí čajník, a práve preto moria a oceány stabilizujú klímu, keďže pohltia obrovské množstvá tepla pri len malej zmene teploty.

Niekedy nás nezaujíma materiál ako taký, ale konkrétne teleso, napríklad jeden určitý hrnček. Vtedy hovoríme o tepelnej kapacite telesa CC:

C=m⋅cC = m \cdot c

Táto veličina udáva, koľko tepla treba dodať práve tomuto telesu, aby sa zohrialo o 1 kelvin.

Keď to všetko spojíme, dostaneme kalorimetrickú rovnicu, kľúčový nástroj na výpočet tepelných výmen. Vychádza zo zákona zachovania energie, podľa ktorého v tepelne izolovanej sústave platí, že teplo odovzdané teplejším telesom sa rovná teplu prijatému chladnejším telesom:

m1⋅c1⋅(t1−t)=m2⋅c2⋅(t−t2)m_1 \cdot c_1 \cdot (t_1 - t) = m_2 \cdot c_2 \cdot (t - t_2)

kde t1>t2t_1 > t_2 sú počiatočné teploty a tt je výsledná spoločná teplota.