Bilans cieplny

Bilans cieplny – w termodynamice zestawienie opisujące ilości energii cieplnych określonego układu termodynamicznego.

Bilans cieplny jest równoważny sformułowaniu I zasady termodynamiki dla szczególnego przypadku układu termodynamicznie izolowanego^[1].

Zasada bilansu cieplnego jest formułowana w postaci bilansu ciepła dla ciał układu izolowanego:

W układzie bez strat ciepła, ciepło pobrane przez jedno ciało jest równe ciepłu oddanemu przez inne ciało^[1].

Bilans cieplny uwzględnia^[1]:

• sumę ciepła dostarczanego do układu z otoczenia,
• sumę ciepła, którą układ wydziela na zewnątrz,
• efekt cieplny procesów zachodzących wewnątrz układu.

Uwzględnienie ciepła dostarczonego i wydzielonego oraz wytworzonego w układzie umożliwia zastosowanie zasady bilansu cieplnego do układu zamkniętego.

W bilansie cieplnym nie rozpatruje się wykonywania pracy przez elementy układu.

Każdy bilans ciepła można zapisać z "punktu widzenia" układu lub otoczenia.

Tradycyjnie, w konwencji termodynamicznej, bilans ciepła pisze się zawsze "z punktu widzenia" analizowanego układu. Stąd, w bilansie tym ciepło dostarczane dla układu jest zapisywane jako wartość dodatnia, a ciepło wydzielane jako wartość ujemna. Dla układów, w których przeważają procesy egzotermiczne (układ generuje energię termiczną) bilans ciepła przyjmuje zatem wartość ujemną, zaś w układach, w których przeważają procesy endotermiczne (układ pochłania ciepło), bilans ciepła przyjmuje wartość dodatnią.

W zastosowaniach "inżynierskich", często wygodniej jest przyjąć konwencję pisania bilansu "z punktu widzenia" otoczenia, co powoduje, że znaki dla ciepła dostarczanego i wydzielonego są odwrócone w stosunku do konwencji termodynamicznej.

Przypisy