Raksts par latento siltumu, īpatnējo siltumu un siltumietilpību
Ja ievietosiet dzīvsudraba termometru traukā, kurā atrodas auksta ūdens un ledus maisījums, jūs ievērosiet, ka pēc kustības uz leju dzīvsudraba virsma pārstāj kustēties. Dzīvsudraba virsma pārstāj kustēties, kad tā sasniedz ūdens sasalšanas temperatūru (0 ° C). Ja trauks ir atvērts, siltums plūst no gaisa ar augstu temperatūru uz ledus un aukstā ūdens maisījumu. Siltuma pievienošana no gaisa izraisa ledus kušanu. Kamēr ledus kūst, vai mainās ledus un aukstā ūdens maisījuma temperatūra? Kamēr ledus kūst, ūdens un ledus maisījuma temperatūra nemainās.
Ja ledus un ūdens maisījumu karsē, piemēram, izmantojot uguni vai elektrisko sildītāju, viss ledus pārvēršas ūdenī. Ja to turpina karsēt, ūdens temperatūra paaugstinās līdz 100 ° C. 100 ° C temperatūrā ūdens sāk iztvaikot. Ja ūdeni turpina karsēt, tas ātrāk pārvēršas tvaikā, kamēr ūdens temperatūra nemainās vai paliek 100 ° C. Šī ir ūdens viršanas temperatūra, augstākā temperatūra, ko var sasniegt ūdens.
Siltuma atkarības grafiks ar temperatūras izmaiņām un ūdens fāzes izmaiņām
AB = Papildu siltums palielina ledus temperatūru līdz 0 ° C
BC = Papildu siltums izkausē ledu ūdenī
CD = Papildu siltums paaugstina ūdens temperatūru no 0 ° C līdz 100 ° C
DE = Papildu siltums iztvaiko ūdeni
EF = Papildu siltums paaugstina tvaika temperatūru
Iepriekš redzamajā grafikā parādīts temperatūras izmaiņu process un ūdens fāzes izmaiņas, kamēr ūdens absorbē siltumu (pie viena atmosfēras gaisa spiediena). Ja ūdens atbrīvo siltumu, notiekošais process ir pretējs iepriekšminētajam. Siltuma pievienošana no BC neizraisa ūdens temperatūras izmaiņas, bet tikai izkausē ledu, pārvēršot to ūdenī.
Siltuma pievienošana no DE neizraisa ūdens temperatūras izmaiņas, bet tikai pārvērš ūdeni tvaikā. Ūdens ir tikai viens piemērs. Visi objekti piedzīvo fāzes maiņas un temperatūras izmaiņas, ko piedzīvo ūdens, ja objekts absorbē siltumu. Atšķirība ir sasalšanas temperatūrā un viršanas temperatūrā. Katram objektam ir atšķirīga sasalšanas temperatūra un viršanas temperatūra. Ja objekti izdala siltumu, notiekošais process ir pretējs iepriekšminētajam procesam.
1. Kušanas siltums (L F )
Kušanas siltums ir siltuma daudzums, ko absorbē 1 kg objektu, lai mainītu to fāzi no cietas uz šķidru, vai siltums, ko atbrīvo 1 kg objektu, lai mainītu to fāzi no šķidras uz cietu. Formula, lai noteiktu absorbētā (vai atbrīvotā) siltuma daudzumu, lai mainītu objekta fāzi no cietas uz šķidru (vai šķidras uz cietu):
Q = m L F
Apraksts: Q = absorbētais vai atbrīvotais siltums, m = objekta masa, L F = kušanas siltums
2. Iztvaikošanas siltums ( LV )
Iztvaikošanas siltums ir siltuma daudzums, ko absorbē 1 kg objektu, lai mainītu to fāzi no šķidra uz gāzveida stāvokli, vai siltums, ko atbrīvo 1 kg objektu, lai mainītu to fāzi no gāzveida uz šķidrumu. Formula, lai noteiktu absorbētā (vai atbrīvotā) siltuma daudzumu, lai objektu pārvērstu no šķidruma uz gāzveida stāvokli (vai no gāzes uz šķidrumu):
Q = mL V
Apraksts: Q = absorbētais vai atbrīvotais siltums, m = objekta masa, L V = iztvaikošanas siltums
Kušanas siltumu un iztvaikošanas siltumu sauc par latento siltumu.
Īpatnējais siltums (C)
Īpatnējais siltums (c) = siltuma daudzums (Q), kas nepieciešams, lai paaugstinātu vienas masas vienības (m) objekta temperatūru (T) par vienu grādu. Īpatnējā siltuma vienādojums:
Īpatnējā siltuma starptautiskās sistēmas mērvienība ir J/Kg·K.
Objekta īpatnējais siltums mainās atkarībā no temperatūras. Ja temperatūras izmaiņas nav pārāk lielas, siltumu var uzskatīt par nemainīgu.
Tālāk ir parādīts vairāku objektu siltums 1 atm spiedienā un 20 ° C temperatūrā (iegūts eksperimentu ceļā).
Siltumenerģijas jauda (C)
Siltumenerģija (C) = siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai paaugstinātu visu objektu temperatūru par vienu grādu. Siltumenerģijas vienādojums:
C = mc
Apraksts: C = siltumietilpība, m = masa, c = objekta īpatnējais siltums.
