Razumijevanje latentne topline
Ako umetnete živin termometar u posudu koja sadrži smjesu 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 talište vode ili ledište vode (0 ° C). Ako je posuda otvorena, toplina prelazi iz zraka više temperature u smjesu leda i vode niže temperature. Dodatna toplina iz zraka uzrokuje topljenje leda. Kako se led topi, mijenja li se temperatura smjese leda i vode? Kako se led topi, temperatura smjese 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 dosegne 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. To je vrelište vode, najviša temperatura koju voda može dosegnuti.
Grafikon odnosa između topline i promjena temperature te promjena agregatnog stanja vode.
AB = Dodatna toplina povećava temperaturu leda na 0 oC
BC = Dodatna toplina za topljenje leda u vodu
CD = Dodatna toplina povećava temperaturu vode od 0 oC do 100 oC
DE = Dodatna toplina za isparavanje vode
EF = Dodatna toplina povećava temperaturu pare
Gornji graf 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 točki smrzavanja i vrelištu. Svaki objekt ima različitu točku smrzavanja i vrelište. Ako objekt oslobađa toplinu, proces koji se odvija je suprotan od gornjeg procesa.
Toplina taljenja (L)F)
Toplina taljenja je količina topline koju apsorbira 1 kg tijela da bi promijenilo svoje stanje iz krutog u tekuće ili toplina koju oslobodi 1 kg tijela da bi promijenilo svoje stanje iz tekućeg u kruto. Formula za određivanje količine topline apsorbirane (ili oslobođene) da bi se promijenilo stanje tijela iz krutog u tekuće (ili tekućeg u kruto):
Q = m LF
Opis: Q = apsorbirana ili oslobođena toplina, m = masa tijela, LF = toplina taljenja (F = fuzija).
Toplina pare (L)V)
Parno zagrijavanje je količina topline koju apsorbira 1 kg tijela da bi promijenilo svoje stanje iz tekućeg u plinovito ili toplina koju oslobodi 1 kg tijela da bi promijenilo svoje stanje iz plinovitog u tekuće. Formula za određivanje količine topline apsorbirane (ili oslobođene) da bi se promijenilo stanje tijela iz tekućeg u plinovito (ili plinovitog u tekuće):
Q = m LV
Opis: Q = apsorbirana ili oslobođena toplina, m = masa tijela, LV = toplina pare (V = Vaporizacija)
Toplina topljenja i toplina isparavanja nazivaju se latentna toplina.
Svaki objekt ima različitu točku taljenja i točku vrelišta. Toplina taljenja i toplina isparavanja svakog objekta također su različite.
Referensi