Page 31 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PROMOCJA

Przekazywanie ciepła a zmiana energii

W naszym doświadczeniu gorąca woda przekazała pewną ilość energii me-
talowej łyżeczce. Cząsteczki wody zderzają się z atomami substancji, z której
wykonana jest łyżeczka, przekazując im część swojej energii. Te zderzają się
z kolejnymi i przekazują im energię. Powoduje to wzrost energii wewnętrz-
nej łyżeczki, co objawia się wzrostem jej temperatury. Energia wewnętrzna
wody zmniejszyła się, a łyżeczki się zwiększyła. Zmiana energii wewnętrznej
jest równa ilości energii przekazanej od ciała o temperaturze wyższej do ciała
o temperaturze niższej i trwa do chwili wyrównania się temperatur tych ciał.

Tę zmianę energii wewnętrznej równej wymienionemu ciepłu
oznaczamy literą Q i mierzymy w dżulach (1 J).
ΔE = Q
w
ΔE w – zmiana energii wewnętrznej ciała, Q – przekazane (dostarczone) ciepło

Pierwsza zasada termodynamiki
Wiesz już, że energia wewnętrzna ciała może być zmieniona na dwa sposoby:
• dzięki wykonaniu pracy w ruchu z tarciem
ΔE w = W
• przez cieplny przepływ energii
ΔE w = Q
A czy może być zmieniona jednym i drugim sposobem jednocześnie?
Jeśli na kowadło położymy ogrzany kawałek metalu i będziemy w nie-
go uderzać młotkiem (il. 1.4), to jego energia wewnętrzna, która najpierw
wzrosła przez cieplny przepływ energii (ogrzanie metalu), będzie dalej rosła
przez wykonanie pracy mechanicznej (uderzanie młotkiem). Ze zmianą ener-
gii wewnętrznej przez równoczesne wykonanie pracy i dostarczenie ciepła
spotykamy się w życiu codziennym (il. 1.5). Jako podsumowanie zdobytych 1.4 Kowal kujący w kuźni podkowę
ogrzewa ją w płomieniu, a potem
wiadomości możemy sformułować następujący wniosek: uderza w nią młotkiem

energię wewnętrzną ciała możemy zmienić
albo przez wykonanie nad ciałem pracy (W), albo przez przekazanie ciepła (Q),
albo jednocześnie: wykonanie pracy i przekazanie ciepła.
ΔE = W + Q
w

To sformułowanie nazywa się pierwszą zasadą termodynamiki.
Wynika z niej, że ciepło i praca mogą wywołać taki sam rezultat, dlatego
zasadę tę nazywa się czasem zasadą równoważności pracy i ciepła. Oznacza 1.5 Podczas ucierania kremu na
to, że energia mechaniczna może być przekształcana w energię wewnętrzną parze wykonujemy pracę mikserem
i odwrotnie. i ogrzewamy krem

29