Теплота: различия между версиями

 

[[Внутренняя энергия]] [[термодинамическая система|термодинамической системы]] может изменяться двумя способами: посредством совершения [[Термодинамическая работа|работы]] над системой и посредством [[теплообмен]]а с окружающей средой. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется '''коли́чеством теплоты́''' или просто '''теплотой'''{{sfn|Сивухин|2005|с=57}}. Теплота — это одна из основных [[Термодинамические величины|термодинамических величин]] в классической феноменологической [[Термодинамика|термодинамике]]. Количество теплоты входит в стандартные математические формулировки [[Первое начало термодинамики|первого]] и [[Второе начало термодинамики|второго]] начал термодинамики.

 

Пусть в системе, состоящей из двух тел <math>X</math> и <math>Y</math>, тело <math>Y</math> (пробное) заключено в жёсткую адиабатическую оболочку. Тогда оно не способно совершать [[Работа (механика)|макроскопическую работу]], но может обмениваться энергией (то есть теплотой) с телом <math>X</math>. Предположим, что тело <math>X</math> также почти полностью заключено в адиабатическую, но не жёсткую оболочку, так что оно может совершать механическую работу, но обмениваться теплотой может лишь с <math>Y</math>. ''Количеством теплоты'', переданным телу <math>X</math> в некотором процессе, называется величина <math>Q_X = - \Delta U_Y</math>, где <math>\Delta U_Y</math> — изменение [[Внутренняя энергия|внутренней энергии]] тела <math>Y</math>. Согласно [[Закон сохранения энергии|закону сохранения энергии]], полная работа, выполненная системой, равна убыли полной внутренней энергии системы двух тел: <math>A = - \Delta U_x - \Delta U_y</math>, где <math>A</math> — макроскопическая работа, совершенная телом <math>X</math>, что позволяет записать это соотношение в форме первого начала термодинамики:<math>Q = A + \Delta U_x </math>.

 

Таким образом, вводимое в феноменологической термодинамике количество теплоты может быть измерено посредством калориметрического тела (об изменении внутренней энергии которого можно судить по показанию соответствующего макроскопического прибора). Из первого начала термодинамики следует корректность введённого определения количества теплоты, то есть независимость соответствующей величины от выбора пробного тела <math>Y</math> и способа теплообмена между телами. При таком определении количества теплоты первое начало становится содержательным законом, допускающим экспериментальную проверку, так как все три величины, входящие в выражение для первого начала, могут быть измерены независимо{{sfn|Сивухин|2005|с=58}}.