Podstawowe pojęcia termodynamiki

Dyfuzja to samorzutne mieszanie się cząsteczek jednej substancji z drugą, będące wynikiem ich chaotycznych ruchów. Proces ten zachodzi szybciej w wyższych temperaturach, bo cząsteczki poruszają się wtedy energiczniej.

Energia wewnętrzna ciała to suma energii kinetycznej wszystkich jego cząsteczek oraz energii potencjalnej związanej z ich oddziaływaniem. Zmienia się ona poprzez wykonanie pracy nad ciałem lub dostarczenie ciepła. Ciepło to przepływ energii wynikający z różnicy temperatur między ciałami.

Ciała zmieniają swoją objętość pod wpływem temperatury - zjawisko to nazywamy rozszerzalnością cieplną. Dotyczy to zarówno cieczy (objętościowa rozszerzalność cieplna), jak i gazów, których objętość zmienia się przy stałym ciśnieniu.

💡 Każda ciecz ma ściśle określoną, stałą temperaturę wrzenia. Wrzenie zachodzi w całej objętości cieczy, a nie tylko na jej powierzchni!

Do obliczeń energii potrzebnej do ogrzania substancji używamy wzoru: E = mc∆T = mc$T₂-T₁$, gdzie m to masa, c to ciepło właściwe, a ∆T to zmiana temperatury. Przy zmianie stanu skupienia korzystamy z wzorów E = mLₜ (topnienie) lub E = mLₚ (parowanie), gdzie Lₜ to ciepło topnienia, a Lₚ to ciepło parowania.

Zestawienie ciepła pobranego i oddanego w tym samym układzie nazywamy bilansem cieplnym. Pozwala to określić końcową temperaturę układu po wymianie ciepła.