Comprensió de la calor latent
Si introduïu un termòmetre de mercuri en un recipient que contingui una barreja d'aigua freda i gel, observareu que, després de baixar, la superfície del mercuri es manté quieta o ja no es mou. La superfície del mercuri deixa de moure's després d'arribar al punt de fusió de l'aigua o al punt de congelació de l'aigua (0 ° C). Si el recipient està obert, la calor flueix de l'aire a una temperatura més alta a la barreja de gel i aigua a una temperatura més baixa. La calor addicional de l'aire fa que el gel es fongui. A mesura que el gel es fon, canvia la temperatura de la barreja de gel i aigua? A mesura que el gel es fon, la temperatura de la barreja d'aigua i gel no canvia.
Si s'escalfa una barreja de gel i aigua amb foc o un escalfador elèctric, per exemple, tot el gel es converteix en aigua. Si es continua escalfant, la temperatura de l'aigua augmenta fins que arriba als 100 ° C. A una temperatura de 100 ° C, l'aigua comença a evaporar-se. Si la flama s'eixampla o l'aigua es continua escalfant, més ràpid es convertirà l'aigua en vapor, mentre que la temperatura de l'aigua no canviarà o es mantindrà a 100 ° C. Aquest és el punt d'ebullició de l'aigua, la temperatura més alta que pot assolir l'aigua.
Gràfic de la relació entre la calor i els canvis de temperatura i els canvis d'estat de l'aigua.
AB = La calor addicional augmenta la temperatura del gel a 0 oC
BC = Calor addicional per fondre el gel i convertir-lo en aigua
CD = La calor addicional augmenta la temperatura de l'aigua des de 0 oC a 100 oC
DE = Calor addicional per evaporar l'aigua
EF = La calor addicional augmenta la temperatura del vapor
El gràfic anterior mostra el procés de canvi de temperatura i els canvis en l'estat de l'aigua quan absorbeix calor (a una pressió d'aire d'1 atmosfera). Si l'aigua allibera calor , el procés que es produeix és el contrari del procés anterior (la fletxa està invertida). L'addició de calor de B a C no provoca un canvi en la temperatura de l'aigua, sinó que només fon el gel i converteix-lo en aigua. De la mateixa manera, l'addició de calor de D a E no provoca un canvi en la temperatura de l'aigua, sinó que només transforma l'aigua en vapor. L'aigua és només un exemple. Bàsicament, tots els objectes experimentaran un procés de canvi d'estat i canvis de temperatura com l'aigua, quan l'objecte absorbeix calor. La diferència rau en el punt de congelació i el punt d'ebullició. Cada objecte té un punt de congelació i un punt d'ebullició diferents. Si un objecte allibera calor, el procés que es produeix és el contrari del procés anterior.
Calor de fusió (L)F)
Calor de fusió és la quantitat de calor absorbida per 1 kg d'un objecte per canviar el seu estat de sòlid a líquid o la calor alliberada per 1 kg d'un objecte per canviar el seu estat de líquid a sòlid. La fórmula per determinar la quantitat de calor absorbida (o alliberada) per canviar l'estat d'un objecte de sòlid a líquid (o de líquid a sòlid):
Q = m LF
Descripció: Q = calor absorbida o alliberada, m = massa de l'objecte, LF = calor de fusió (F = Fusió).
Calor de vapor (L)V)
Calor de vapor és la quantitat de calor absorbida per 1 kg d'un objecte per canviar el seu estat de líquid a gasós o la calor alliberada per 1 kg d'un objecte per canviar el seu estat de gasós a líquid. La fórmula per determinar la quantitat de calor absorbida (o alliberada) per canviar l'estat d'un objecte de líquid a gasós (o de gas a líquid):
Q = m LV
Descripció: Q = calor absorbida o alliberada, m = massa de l'objecte, LV = calor del vapor (V = Vaporització)
La calor de fusió i la calor de vaporització s'anomenen calor latent.
Cada objecte té un punt de fusió i un punt d'ebullició diferents. La calor de fusió i la calor de vaporització de cada objecte també són diferents.
Referents