Теория:
Энергия характеризует меру движения и взаимодействия, что определяет фундаментальность закона сохранения энергии при исследовании любых процессов (явлений):
- энергия не возникает и не исчезает, а переходит от одной физической системы к другой.
Рассматривая тепловые явления, вводится термин «внутренняя энергия», который характеризует с помощью физических параметров (кинетическая и потенциальная энергии) совокупность атомов и молекул.
При взаимодействии выделенной системы атомов и молекул с внешней (окружающей) средой происходит обмен энергией — теплообмен (теплопередача), т.е. передача внутренней энергии путем непосредственного соприкосновения или через излучение.
Передача внутренней энергии от системы во внешнюю среду происходит при условии наличия разности температур, т.е. температура системы атомов и молекул выше (возможен обратный процесс теплообмена от внешней среды к системе).
При переходе теплоты от более горячего тела к более холодному температуры тел постепенно (т.е. во времени!) выравниваются и становятся едиными для обоих тел — наступает состояние термодинамического равновесия.
При теплообмене двух или нескольких тел абсолютное количество теплоты, которое отдано более нагретым телом (телами), равно количеству теплоты, которое получено менее нагретым телом (телами) (если нет потерь теплоты):
Обрати внимание!
.
Данное равенство называется уравнением теплового баланса, оно выражает закон сохранения энергии при теплообмене.
В реальных опытах обычно получается, что отданное более нагретым телом (телами) количество теплоты больше количества теплоты, полученного менее нагретым телом (телами):
.
Это объясняется тем, что некоторое количество теплоты при теплообмене передаётся окружающему воздуху, а ещё часть — сосуду, в котором происходит теплообмен.