Zrozumienie ciepła utajonego
Jeśli wejdziesz termometr rtęciowy Do pojemnika zawierającego mieszaninę zimnej wody i lodu, zauważysz, że po przesunięciu w dół powierzchnia rtęci pozostaje nieruchoma lub nie porusza się już. Powierzchnia rtęci przestaje się poruszać po osiągnięciu temperatury topnienia wody lub lodu. punkt zamarzania woda (0 oC). Jeśli pojemnik jest otwarty, ciepło przepływa z powietrza o wyższej temperaturze do mieszaniny lodu i wody o niższej temperaturze. Dodatkowe ciepło z powietrza powoduje topnienie lodu. W miarę topnienia lodu, suhu Czy mieszanina lodu i wody ulega zmianie? W miarę topnienia lodu temperatura mieszaniny wody i lodu pozostaje niezmienna.
Jeśli mieszaninę lodu i wody ogrzejemy na przykład ogniem lub grzejnikiem elektrycznym, cały lód zamieni się w wodę. Jeśli będzie ona dalej podgrzewana, temperatura wody wzrośnie, aż osiągnie 100°F. oC. W temperaturze 100 oC, woda zaczyna parować. Im większy płomień lub im dłużej podgrzewana jest woda, tym szybciej zamienia się w parę, podczas gdy temperatura wody pozostaje bez zmian lub utrzymuje się na poziomie 100°C. oC. To jest temperatura temperatura wrzenia woda, najwyższa temperatura, jaką może osiągnąć woda.
Wykres zależności między ciepłem, zmianami temperatury i zmianami stanu skupienia wody.
AB = Dodatkowe ciepło zwiększa temperaturę lodu do 0 oC
BC = Dodatkowe ciepło potrzebne do stopienia lodu w wodę
CD = Dodatkowe ciepło zwiększa temperaturę wody od 0 oC do 100 oC
DE = Dodatkowe ciepło do parowania wody
EF = Dodatkowe ciepło zwiększa temperaturę pary
Powyższy wykres przedstawia proces zmiany temperatury i stanu skupienia wody w miarę pochłaniania ciepła (przy ciśnieniu powietrza 1 atmosfery). Jeśli woda oddaje... kalor wówczas zachodzący proces jest odwrotny do procesu opisanego powyżej (strzałka jest odwrócona). Doprowadzenie ciepła z punktów B - C nie powoduje zmiany temperatury wody, a jedynie topi lód. Podobnie, doprowadzenie ciepła z punktów D - E nie powoduje zmiany temperatury wody, a jedynie zamienia ją w parę. Woda to tylko jeden przykład. Zasadniczo wszystkie obiekty podlegają procesowi zmiany stanu skupienia i temperatury, podobnie jak woda, gdy pochłaniają ciepło. Różnica leży w temperaturach zamarzania i wrzenia. Każdy obiekt ma inną temperaturę zamarzania i wrzenia. Jeśli obiekt uwalnia ciepło, zachodzący proces jest odwrotny do procesu opisanego powyżej.
Ciepło topnienia (L)F)
Ciepło topnienia To ilość ciepła pochłonięta przez 1 kg obiektu, aby zmienić jego stan skupienia ze stałego na ciekły, lub ilość ciepła uwolnionego przez 1 kg obiektu, aby zmienić jego stan skupienia ze stałego na ciekły. Wzór na obliczenie ilości ciepła pochłoniętego (lub uwolnionego) w celu zmiany stanu skupienia obiektu ze stałego na ciekły (lub z ciekłego na stały):
Q = mLF
Opis: Q = ciepło pochłaniane lub uwalniane, m = masa obiektu, LF = ciepło topnienia (F = fuzja).
Ciepło pary (LV)
Ciepło pary To ilość ciepła pochłonięta przez 1 kg obiektu, aby zmienić jego stan skupienia z ciekłego na gazowy, lub ilość ciepła uwolniona przez 1 kg obiektu, aby zmienić jego stan skupienia z gazowego na ciekły. Wzór na obliczenie ilości ciepła pochłoniętego (lub uwolnionego) w celu zmiany stanu skupienia obiektu z ciekłego na gazowy (lub z gazu na ciecz):
Q = mLV
Opis: Q = ciepło pochłaniane lub uwalniane, m = masa obiektu, LV = ciepło pary (V = Vaporyzacja)
Ciepło topnienia i ciepło parowania nazywane są ciepłem utajonym.
Każdy obiekt ma inną temperaturę topnienia i wrzenia. Ciepło topnienia i ciepło parowania każdego obiektu również są różne.
Odniesienie
