Нагревание и охлаждение тел

Нагрева́ние и охлажде́ние тел — процессы изменения внутренней энергии тел, как правило, под воздействием внешних факторов.

Общая информация

Мерой внутренней энергии тела является его температура (точнее, мерой средней кинетической энергии теплового движения составляющих его частиц). Чем выше внутренняя энергия, тем выше температура, и наоборот. Считается, что внутренняя энергия тела состоит из двух составляющих — кинетической энергии его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Внутренняя энергия не зависит от движения тела и от положения относительно других тел.

При контакте тел с разными температурами возникает теплообмен (теплопередача), при котором тепло передается от холодного тела к горячему. Подробнее это описано в началах термодинамики. Температура не является аддитивной величиной.

Изменять внутреннюю энергию тела, а значит, и его температуру, можно с помощь внешнего воздействия.

Например, накачивая шину велосипеда ручным насосом, велосипедист замечает, что насос нагревается. Это происходит потому, что велосипедист действует поршнем насоса на объём воздуха, стремясь выдавить его через маленькое отверстие, а затем кишку, в камеру колеса велосипеда. Ниппель колеса пропускает воздух в одну сторону, но не пропускает в другую. Создавая избыточное давление в насосе, велосипедист прикладывает силу, в результате чего воздух сжимается, и увеличивается энергия взаимодействия молекул газовой смеси (воздуха). Происходит разогрев, который чувствует рукой накачивающий камеру велосипедист.

Если бить молотом по металлическому предмету, он нагревается. Сгибание и разгибание проволоки приводит к локальному нагреву места изгиба.

Во всех этий действиях над рабочим телом (воздухом, металлом на наковальне, проволокой) совершается работа. Следовательно, для изменения внутренней энергии тела нужно совершить над ним работу, или чтобы тело само совершило работу (например, сжатый воздух, расширяясь и выталкивая поршень из цилиндра, совершает работу и охлаждается, другими словами, его внутренняя энергия уменьшается.

А изменение внутренней энергии тела без совершения работы называется теплопередачей. Обычно это происходит при контакте двух тел с разной температурой.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Нагревание и охлаждение тел», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Нагревание_и_охлаждение_тел» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».