НямНям
Меню
Онлайн-инструментОнлайнБесплатно

Калькулятор теплового баланса

Онлайн-калькулятор теплового баланса для расчёта количества теплоты при нагревании, охлаждении и фазовых переходах вещества с учётом всех этапов теплового процесса.

Обновлено: 12 мая 2026 г.
ФормулыБыстроПриватно

Калькулятор теплового баланса

Расчёт количества теплоты при нагревании, охлаждении и фазовых переходах вещества с учётом всех этапов теплового процесса.

—
Q нагрева/охлаждения
кДж
—
Q плавления
кДж
—
Q парообразования
кДж
—
Суммарный тепловой баланс ΣQ
кДж

Как пользоваться

1
Выберите вещество из выпадающего списка. Справочные данные (удельная теплоёмкость, теплота плавления и парообразования, температуры фазовых переходов) подставятся автоматически на основе NIST Chemistry WebBook и стандартных справочных таблиц.
2
Укажите массу вещества в килограммах. Например, для расчёта нагрева 3 литров воды (≈ 3 кг) от 20 °C до кипения введите массу 3 и температуры 20 → 100.
3
Задайте начальную и конечную температуры в градусах Цельсия. Калькулятор автоматически определит, через какие фазовые переходы проходит вещество в заданном диапазоне.
4
Нажмите «Рассчитать». Результат покажет теплоту нагрева/охлаждения на каждом этапе, теплоту фазовых переходов (если они попадают в диапазон) и суммарный тепловой баланс в килоджоулях.

Примеры использования

Нагрев воды от комнатной температуры до кипения
Вещество: Вода. Масса: 1 кг. T₁ = 20 °C, T₂ = 100 °C. Результат: Q нагрева ≈ 336 кДж (1 × 4200 × 80). Фазовых переходов нет — вода остаётся жидкой. ΣQ = 336 кДж.
Плавление льда и нагрев до комнатной температуры
Вещество: Вода. Масса: 0,5 кг. T₁ = -10 °C, T₂ = 25 °C. Этапы: нагрев льда (-10 → 0 °C) ≈ 10,5 кДж, плавление (0 °C) ≈ 167 кДж, нагрев воды (0 → 25 °C) ≈ 52,5 кДж. ΣQ ≈ 230 кДж.
Полное испарение этанола
Вещество: Этанол. Масса: 0,2 кг. T₁ = 20 °C, T₂ = 100 °C. Нагрев жидкости (20 → 78 °C) ≈ 27,8 кДж, парообразование (78 °C) ≈ 168 кДж, нагрев пара (78 → 100 °C) ≈ 7,5 кДж. ΣQ ≈ 203,3 кДж.

Важные нюансы

  • Расчёт ведётся при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа). Температуры плавления и кипения соответствуют стандартным условиям.
  • Удельная теплоёмкость может незначительно зависеть от температуры. В калькуляторе используются средние табличные значения из справочника CRC Handbook of Chemistry and Physics (97-е издание).
  • Если флажок «Учитывать фазовые переходы» снят, расчёт ведётся как для простого нагрева/охлаждения без учёта скрытой теплоты. Это полезно для оценки только явной теплоты.
  • Для металлов с высокой температурой кипения (алюминий, железо, медь) парообразование при обычных температурах не происходит — результат по парообразованию будет нулевым, если конечная температура ниже температуры кипения.
  • Отрицательное значение ΣQ означает, что система отдаёт тепло (охлаждение, конденсация, кристаллизация). Положительное — тепло поглощается.

Формулы расчёта

Тепловой баланс рассчитывается как сумма количеств теплоты на каждом этапе процесса. Используются фундаментальные уравнения термодинамики:

Нагрев / охлаждение без фазового перехода:
Q = c · m · ΔT
Плавление / кристаллизация:
Q = λ · m
Парообразование / конденсация:
Q = L · m
Суммарный тепловой баланс:
ΣQ = Σ(cᵢ · m · ΔTᵢ) + Σ(λⱼ · m) + Σ(Lₖ · m)

Обозначения: c — удельная теплоёмкость [Дж/(кг·°C)], m — масса [кг], ΔT — изменение температуры [°C или K], λ — удельная теплота плавления [Дж/кг], L — удельная теплота парообразования [Дж/кг].

Газовая постоянная R = 8,314 Дж/(моль·K) и число Авогадро NA = 6,022·10²³ моль⁻¹ используются при необходимости пересчёта молярных величин, однако в данном калькуляторе все величины приведены к удельным (на килограмм).

Источники данных

  • NIST Chemistry WebBook — National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Database Number 69. Теплофизические свойства воды, этанола и других веществ. https://webbook.nist.gov/chemistry/
  • CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th Edition, 2016–2017). Разделы: Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, Enthalpy of Fusion, Enthalpy of Vaporization.
  • IUPAC Gold Book — Международный союз теоретической и прикладной химии. Определения удельной теплоёмкости, теплоты плавления и парообразования. https://goldbook.iupac.org/
  • PubChem (National Center for Biotechnology Information). Термодинамические данные для алюминия, железа, меди, свинца. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

Для веществ, не охваченных прямыми измерениями в указанных источниках, использованы усреднённые справочные значения из учебных пособий по общей и неорганической химии (Глинка Н.Л., «Общая химия», издательство «Юрайт»).

⚠ Меры безопасности при лабораторных работах

  • При работе с нагретыми веществами всегда используйте термостойкую посуду и защитные перчатки. Температуры выше 100 °C требуют особой осторожности.
  • Пары этанола легковоспламеняемы. Нагрев этанола проводите только в вытяжном шкафу, вдали от открытого огня и источников искр.
  • Расплавленные металлы (алюминий, свинец) представляют серьёзную опасность ожогов. Работайте только в сертифицированной лабораторной печи с защитным экраном.
  • Данный калькулятор — инструмент для теоретических расчётов и учебных целей. Перед проведением реального эксперимента сверьтесь с паспортом безопасности вещества (SDS).

Калькулятор теплового баланса — это онлайн-инструмент для точного расчёта количества теплоты при нагревании, охлаждении и фазовых переходах веществ. Он учитывает удельную теплоёмкость в твёрдом, жидком и газообразном состояниях, скрытую теплоту плавления и парообразования, а также температуры фазовых переходов на основе авторитетных справочных данных NIST и CRC Handbook. Инструмент полезен студентам, инженерам-теплотехникам, преподавателям физики и химии, а также всем, кто изучает термодинамические процессы. Расчёт ведётся в килоджоулях, с детализацией каждого этапа теплового процесса и наглядным отображением суммарного теплового баланса.

Нужен другой инструмент?

Все инструменты в категории