Латентна топлина

Разбиране на латентната топлина

Ако поставите живачен термометър в съд, съдържащ смес от студена вода и лед, ще забележите, че след като се придвижи надолу, живачната повърхност е неподвижна или вече не се движи. Живачната повърхност спира да се движи след достигане на точката на топене на водата или точката на замръзване на водата (0 ^° C). Ако съдът е отворен, топлината преминава от въздуха с по-висока температура към сместа от лед и вода с по-ниска температура. Допълнителната топлина от въздуха кара леда да се топи. С топенето на леда, променя ли се температурата на сместа от лед и вода? С топенето на леда, температурата на сместа от вода и лед не се променя.

Ако смес от лед и вода се нагрее с помощта на огън или електрически нагревател, например, целият лед се превръща във вода. Ако продължи да се нагрява, температурата на водата се повишава, докато достигне 100 ^° C. При температура 100 ^° C водата започва да се изпарява. Ако пламъкът се увеличи или водата продължи да се нагрява, водата се превръща в пара по-бързо, като същевременно температурата на водата не се променя или остава на 100 ^° C. Това е точката на кипене на водата, най-високата температура, която водата може да достигне.

Графика на връзката между топлината и промените в температурата и промените в агрегатното състояние на водата.

AB = Допълнителната топлина повишава температурата на леда до 0 ^oC
BC = Допълнителна топлина за разтопяване на леда във вода
CD = Допълнителната топлина повишава температурата на водата от 0 ^oC до 100 ^oC
DE = Допълнителна топлина за изпаряване на водата
EF = Допълнителната топлина повишава температурата на парата

Графиката по-горе показва процеса на промяна на температурата и промените в агрегатното състояние на водата, когато тя абсорбира топлина (при въздушно налягане от 1 атмосфера). Ако водата отделя топлина , процесът, който протича, е обратен на процеса по-горе (стрелката е обърната). Добавянето на топлина от B до C не причинява промяна в температурата на водата, а само топи леда във вода. По същия начин, добавянето на топлина от D до E не причинява промяна в температурата на водата, а само превръща водата в пара. Водата е само един пример. По принцип всички обекти ще претърпят процес на промяна на агрегатното си състояние и температурни промени, подобно на водата, когато обектът абсорбира топлина. Разликата е в точката на замръзване и точката на кипене. Всеки обект има различна точка на замръзване и точка на кипене. Ако даден обект отделя топлина, процесът, който протича, е обратен на процеса по-горе.

Топлина на топене (L)_F)
Топлина на топене е количеството топлина, абсорбирано от 1 kg от даден обект, за да промени състоянието си от твърдо в течно, или топлината, отделена от 1 kg от даден обект, за да промени състоянието си от течно в твърдо. Формулата за определяне на количеството топлина, абсорбирано (или отделено), за да промени състоянието на даден обект от твърдо в течно (или от течно в твърдо):
Q = m L_F
Описание: Q = абсорбирана или освободена топлина, m = маса на обекта, L_F = топлина на топене (F = Fusion).

Парна топлина (L)_V)
Парна топлина е количеството топлина, абсорбирано от 1 kg от даден обект, за да промени състоянието си от течност в газ, или топлината, отделена от 1 kg от даден обект, за да промени състоянието си от газ в течност. Формула за определяне на количеството топлина, абсорбирано (или отделено), за да промени състоянието на даден обект от течност в газ (или газ в течност):
Q = m L_V
Описание: Q = абсорбирана или освободена топлина, m = маса на обекта, L_V = топлина на парата (V = Vапоризация)
Топлината на топене и топлината на изпарение се наричат ​​латентна топлина.

Всеки обект има различна точка на топене и точка на кипене. Топлината на топене и топлината на изпарение на всеки обект също са различни.

Справка