Тепловий баланс

Тепловий баланс -від французького слова balance - терези.

 У загальному випадку, коли між тілами відбувається теплообмін, внутрішня енергія всіх тіл, які нагріваються, зростає настільки, наскільки зменшується внутрішня енергія тіл, що охолоджується.

 Рівняння теплового балансу є проявом закону збереження енергії, сформульованого з урахуванням особливої форми передачі енергії

 Рівняння теплового балансу як прояв закону збереження і перетворення енергії. Для практичних цілей дуже часто буває необхідно досліджувати стани різних тіл після встановлення між ними стану теплової рівноваги в теплових процесах. Такий стан називають ще тепловим балансом. 

Тепловий баланс - це розподіл кількості теплоти (внутрішньої енергії) між тілами, які брали участь у тепловому процесі.

Кількість теплоти Q₁, яку отримала холодна вода і кількість теплоти Q₂, яку віддав окріп, однакові. Це не випадковий результат. Він є проявом загального закону збереження енергії у будь-якому природному процесі.

Закон збереження енергії у теплових процесах можна сформулювати таким чином:

кількість теплоти, яка втрачається одними тілами в процесі теплообміну, дорівнює кількості теплоти, яку набувають інші тіла, що беруть участь у даному процесі.

Цей висновок можна виразити математично:

Q_i +Q₂ +Q₃ + ··· ⁼ Qi⁺ + Ql +Qe + ···

де індекс «-» означає кількість теплоти, яка віддається тілом, а індекс «+» вказує на те, що цю кількість теплоти тіло отримує.

Складання рівняння теплового балансу покладено в основу розрахунку процесів теплообміну при розв’язуванні багатьох задач та виконанні експериментально-дослідницьких завдань. Щоб виконання таких завдань було успішним, бажано дотримуватися такої послідовності дій:

1.  Встановити, які тіла беруть участь у теплообміні.

2.  Визначити, якої температури набувають тіла після встановлення стану теплової рівноваги. Якщо за умовою задачі вона не задана, слід позначити и літерою tі переходити до наступної дії.

3. З’ясувати, які з тіл віддають теплоту, а які її отримують. Скласти рівняння теплового балансу в загальному вигляді.

4. Записати формулу кількості теплоти для кожного з тіл, які беруть участь у процесі теплообміну.

5.  Здійснити підстановку отриманих формул кількості теплоти для кожного з тіл у рівняння теплового балансу.

6.  Розв’язати отримане рівняння теплового балансу відносно шуканої величини і перевірити її одиницю. Зробити аналіз отриманого результату на предмет його достовірності.