Razumijevanje latentne toplote
Ako umetnete živin termometar u posudu koja sadrži mješavinu hladne vode i leda, primijetit ćete da se nakon pomicanja prema dolje, površina žive miruje ili se više ne pomiče. Površina žive prestaje se pomicati nakon što dostigne tačku topljenja vode ili tačku smrzavanja vode (0 ° C). Ako je posuda otvorena, toplina prelazi iz zraka na višoj temperaturi u mješavinu leda i vode na nižoj temperaturi. Dodatna toplina iz zraka uzrokuje topljenje leda. Kako se led topi, da li se mijenja temperatura mješavine leda i vode? Kako se led topi, temperatura mješavine vode i leda se ne mijenja.
Ako se smjesa leda i vode zagrijava pomoću vatre ili električnog grijača, na primjer, sav led se pretvara u vodu. Ako se nastavi zagrijavati, temperatura vode raste dok ne dostigne 100 ° C. Na temperaturi od 100 ° C, voda počinje isparavati. Ako se plamen poveća ili se voda nastavi zagrijavati, voda se brže pretvara u paru, dok se temperatura vode ne mijenja ili ostaje na 100 ° C. Ovo je tačka ključanja vode, najviša temperatura koju voda može dostići.
Grafikon odnosa između toplote i promjena temperature i promjena agregatnog stanja vode.
AB = Dodatna toplota povećava temperaturu leda na 0 oC
BC = Dodatna toplota za topljenje leda u vodu
CD = Dodatna toplota povećava temperaturu vode od 0 oC do 100 oC
DE = Dodatna toplota za isparavanje vode
EF = Dodatna toplota povećava temperaturu pare
Gornji grafikon prikazuje proces promjene temperature i promjene agregatnog stanja vode kada apsorbira toplinu (pri tlaku zraka od 1 atmosfere). Ako voda oslobađa toplinu , proces koji se odvija je suprotan od gornjeg procesa (strelica je obrnuta). Dodavanje topline iz B - C ne uzrokuje promjenu temperature vode, već samo topi led u vodu. Slično tome, dodavanje topline iz D - E ne uzrokuje promjenu temperature vode, već samo pretvara vodu u paru. Voda je samo jedan primjer. U osnovi, svi objekti će doživjeti proces promjene agregatnog stanja i promjene temperature poput vode, kada objekt apsorbira toplinu. Razlika leži u tački smrzavanja i tački ključanja. Svaki objekt ima različitu tačku smrzavanja i tačku ključanja. Ako objekt oslobađa toplinu, proces koji se odvija je suprotan od gornjeg procesa.
Toplota topljenja (L)F)
Toplota fuzije je količina toplote koju apsorbuje 1 kg objekta da bi promijenio svoje stanje iz čvrstog u tečno ili toplota koju oslobodi 1 kg objekta da bi promijenio svoje stanje iz tečnog u čvrsto. Formula za određivanje količine toplote apsorbovane (ili oslobođene) da bi se promijenilo stanje objekta iz čvrstog u tečno (ili tečnog u čvrsto):
Q = m LF
Opis: Q = apsorbovana ili oslobođena toplota, m = masa objekta, LF = toplota topljenja (F = fuzija).
Toplina pare (L)V)
Parno zagrijavanje je količina toplote koju apsorbuje 1 kg objekta da bi promijenio svoje stanje iz tečnog u gasovito ili toplota koju oslobodi 1 kg objekta da bi promijenio svoje stanje iz gasovitog u tečno. Formula za određivanje količine toplote apsorbovane (ili oslobođene) da bi se promijenilo stanje objekta iz tečnog u gasovito (ili gasovitog u tečno):
Q = m LV
Opis: Q = apsorbovana ili oslobođena toplota, m = masa objekta, LV = toplota pare (V = Vaporizacija)
Toplota topljenja i toplota isparavanja nazivaju se latentna toplota.
Svaki objekat ima različitu tačku topljenja i tačku ključanja. Toplina topljenja i toplina isparavanja svakog objekta su također različite.
Referensi