Статия за латентната топлина, специфична топлина и топлинен капацитет
Ако поставите живачен термометър в съд, съдържащ смес от студена вода и лед, ще наблюдавате, че след като се придвижите надолу, повърхността на живака спира да се движи. Повърхността на живака спира да се движи след достигане на температурата на точката на замръзване на водата (0 ° C). Ако съдът е отворен, топлината преминава от въздуха с висока температура към сместа от лед и студена вода. Добавянето на топлина от въздуха кара леда да се топи. Докато ледът се топи, променя ли се температурата на сместа от лед и студена вода? Докато ледът се топи, 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 до 100 ° C. При 100 ° C водата започва да се изпарява. Ако водата продължи да се нагрява, тя се превръща в пара по-бързо, като същевременно температурата на водата не се променя или остава 100 ° C. Това е температурата на кипене на водата, най-високата температура, която може да бъде достигната от водата.
Графика на връзката на топлината с температурните промени и промените във фазата на водата
AB = Допълнителната топлина повишава температурата на леда до 0 ° C
BC = Допълнителната топлина разтопява леда във вода
CD = Допълнителното затопляне повишава температурата на водата от 0 ° C до 100 ° C
DE = Допълнителната топлина изпарява водата
EF = Допълнителната топлина повишава температурата на парата
Графиката по-горе показва процеса на температурни промени и промените във водната фаза, стига водата да абсорбира топлина (при едно атмосферно налягане на въздуха). Ако водата отделя топлина, процесът, който протича, е обратен на горния. Добавянето на топлина от BC не причинява промени в температурата на водата, а само топи леда във вода.
Добавянето на топлина от DE не причинява промени в температурата на водата, а само превръща водата в пара. Водата е само един пример. Всички обекти ще претърпят процес на промяна на фазата и температурни промени, както е при водата, ако 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 обектите отделят топлина, процесът, който протича, е обратен на описания по-горе.
1. Топлината на топене (L F )
Топлината на топене е количеството топлина, абсорбирано от 1 kg тела, за да промени фазата си от твърдо в течно, или топлина, отделена от 1 kg тела, за да промени фазата си от течно в твърдо. Формулата за определяне на количеството топлина, абсорбирано (или отделено), за да промени фазата на дадено тяло от твърдо в течно (или от течно в твърдо):
Q = m L F
Описание: Q = абсорбирана или отделена топлина, m = маса на обекта, L F = топлина на топене
2. Топлината на изпарение (L V )
Топлината на изпарение е количеството топлина, абсорбирано от 1 kg тела, за да промени фазата си от течност в газ, или топлина, отделена от 1 kg тела, за да промени фазата си от газ в течност. Формулата за определяне на количеството топлина, абсорбирано (или отделено) за превръщане на дадено тяло от течност в газ (или газ в течност):
Q = m L V
Описание: Q = абсорбирана или отделена топлина, m = маса на обекта, L V = топлина на изпарение
Топлината на топене и топлината на изпарение се наричат латентна топлина.
Специфична топлина (c)
Специфична топлина (c) = количеството топлина (Q), необходимо за повишаване на температурата (T) на единица маса (m) на обекти с един градус. Уравнението на специфичната топлина:
Международната система от мерни единици за специфична топлина е J/KgK.
Специфичната топлина на даден обект се променя с температурата. Ако промяната в температурата не е твърде голяма, топлината може да се счита за постоянна.
Следва топлината на няколко обекта при налягане от 1 атм и температура от 20 ° C (получена чрез експерименти).
Топлинен капацитет (°C)
Топлинен капацитет (C) = количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на всички обекти с един градус. Уравнението на топлинния капацитет:
C = mc
Описание: C = топлинен капацитет, m = маса, c = специфична топлина на обекта.
