Latenttilämmön ymmärtäminen
Jos työnnät elohopealämpömittarin kylmän veden ja jään seosta sisältävään astiaan, huomaat, että alaspäin liikkumisen jälkeen elohopean pinta on paikallaan tai ei enää liiku. Elohopean pinta lakkaa liikkumasta saavutettuaan veden sulamispisteen tai veden jäätymispisteen (0 ° C). Jos astia on auki, lämpöä siirtyy korkeammassa lämpötilassa olevasta ilmasta alemmassa lämpötilassa olevaan jään ja veden seokseen. Ilmasta tuleva lisälämpö saa jään sulamaan. Muuttuuko jään ja veden seoksen lämpötila jään sulaessa? Jään sulaessa veden ja jään seoksen lämpötila ei muutu.
Jos jään ja veden seosta lämmitetään esimerkiksi tulella tai sähkölämmittimellä, kaikki jää muuttuu vedeksi. Jos lämmittämistä jatketaan, veden lämpötila nousee, kunnes se saavuttaa 100 ° C:n. 100 ° C:n lämpötilassa vesi alkaa haihtua. Jos liekkiä suurennetaan tai veden lämmittämistä jatketaan, vesi muuttuu höyryksi nopeammin, kun taas veden lämpötila ei muutu tai pysyy 100 ° C:ssa. Tämä on veden kiehumispiste , korkein lämpötila, jonka vesi voi saavuttaa.
Kaavio lämmön ja lämpötilan muutosten sekä veden olomuodon muutosten välisestä suhteesta.
AB = Lisälämpö nostaa jään lämpötilan nollaan oC
BC = Lisälämpö jään sulattamiseksi vedeksi
CD = Lisälämpö nostaa veden lämpötilaa 0:sta oC:stä 100:aan oC
DE = Lisälämpö veden haihduttamiseen
EF = Lisälämpö nostaa höyryn lämpötilaa
Yllä oleva kaavio näyttää lämpötilan ja olomuodon muutokset veden absorboidessa lämpöä (1 ilmakehän paineessa). Jos vesi vapauttaa lämpöä , tapahtuva prosessi on päinvastainen kuin yllä oleva prosessi (nuoli on päinvastainen). Lämmön lisäys pisteistä B - C ei aiheuta veden lämpötilan muutosta, vaan ainoastaan sulattaa jään vedeksi. Samoin lämmön lisäys pisteistä D - E ei aiheuta veden lämpötilan muutosta, vaan ainoastaan muuttaa veden höyryksi. Vesi on vain yksi esimerkki. Pohjimmiltaan kaikki kappaleet kokevat olomuodonmuutoksen ja lämpötilan muutokset, kuten vesi, kun kappale absorboi lämpöä. Ero on jäätymispisteessä ja kiehumispisteessä. Jokaisella kappaleella on eri jäätymispiste ja kiehumispiste. Jos kappale vapauttaa lämpöä, tapahtuva prosessi on päinvastainen kuin yllä oleva prosessi.
Sulamislämpö (L)F)
Sulamislämpö on lämpömäärä, jonka 1 kg kappaletta absorboi muuttaakseen olomuotonsa kiinteästä nestemäiseksi, tai lämpömäärä, jonka 1 kg kappaletta vapauttaa muuttaakseen olomuotonsa nestemäisestä kiinteäksi. Kaava kappaleen olomuodon muuttamiseen kiinteästä nestemäiseksi (tai nestemäisestä kiinteäksi) absorboiman (tai vapautuvan) lämpömäärän määrittämiseksi:
Q = mLF
Kuvaus: Q = absorboitunut tai vapautunut lämpö, m = kappaleen massa, LF = sulamislämpö (F = Fuusiot eli organisaatiomuutokset).
Höyrylämpö (LV)
Höyrylämpö on lämpömäärä, jonka 1 kg kappaletta absorboi muuttaakseen olomuotonsa nesteestä kaasuksi, tai lämpömäärä, jonka 1 kg kappaletta vapauttaa muuttaakseen olomuotonsa kaasusta nesteeksi. Kaava kappaleen olomuodon muuttamiseen nesteestä kaasuksi (tai kaasusta nesteeksi) absorboituneen (tai vapautuneen) lämpömäärän määrittämiseksi:
Q = mLV
Kuvaus: Q = absorboitunut tai vapautunut lämpö, m = kappaleen massa, LV = höyryn lämpö (V = Vaporisaatio)
Sulamislämpöä ja höyrystymislämpöä kutsutaan latenttiksi lämmöksi.
Jokaisella kappaleella on erilainen sulamispiste ja kiehumispiste. Myös kappaleiden sulamislämpö ja höyrystymislämpö ovat erilaiset.
Viitteet