Что называют количеством теплоты?

Количество теплоты — это мера энергии, которую тело получает или отдаёт при теплопередаче (то есть только из-за разности температур, без совершения механической работы и без учёта химических превращений). По сути, это «сколько энергии передалось именно в форме тепла».

Ключевые моменты:

• Физический смысл: количество теплоты характеризует изменение внутренней энергии тела, связанное с теплопередачей. Если система нагревается за счёт подведённого тепла — $Q>0$; если остывает, отдавая тепло — $Q<0$.

• Единицы измерения: в СИ — джоуль (Дж). Вне СИ иногда используют калорию (1 кал ≈ 4,1868 Дж).

• Зависимость от процесса: тепло — это энергия «в пути» между системами; это не состояние тела. Поэтому $Q$ зависит от того, как происходил процесс (путь), а не только от начального и конечного состояний.

Практические формулы:

1. Нагрев/охлаждение без фазового перехода

   $$Q = c\,m\,\Delta T,$$

   где $c$ — удельная теплоёмкость (Дж/(кг·К)), $m$ — масса, $\Delta T$ — изменение температуры.

2. Плавление/кристаллизация

   $$Q = \lambda\, m,$$

   где $\lambda$ — удельная теплота плавления (Дж/кг).

3. Кипение/конденсация

   $$Q = r\, m,$$

   где $r$ — удельная теплота парообразования (Дж/кг).

Связи с термодинамикой:

• В первом начале термодинамики: $\Delta U = Q - A$, где $\Delta U$ — изменение внутренней энергии, $A$ — работа, совершённая системой. Здесь $Q$ — именно количество подведённого (или отведённого) тепла.

• Количество теплоты передаётся тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением, но само $Q$ — итоговая энергия, полученная телом за процесс.

Коротко: количеством теплоты называют ту часть энергии, которая была передана телу или от него в результате теплопередачи, измеряют её в джоулях, и при расчётах используют теплоёмкости и (при фазовых переходах) скрытые теплоты.