Înțelegerea căldurii latente
Dacă introduceți un termometru cu mercur într-un recipient care conține un amestec de apă rece și gheață, veți observa că, după ce coboară, suprafața cu mercur rămâne nemișcată sau nu se mai mișcă. Suprafața cu mercur se oprește din mișcare după ce atinge punctul de topire al apei sau punctul de îngheț al apei (0 ° C). Dacă recipientul este deschis, căldura trece de la aerul aflat la o temperatură mai ridicată la amestecul de gheață și apă aflat la o temperatură mai scăzută. Căldura suplimentară din aer face ca gheața să se topească. Pe măsură ce gheața se topește, se modifică temperatura amestecului de gheață și apă? Pe măsură ce gheața se topește, temperatura amestecului de apă și gheață nu se modifică.
Dacă un amestec de gheață și apă este încălzit folosind focul sau un încălzitor electric, de exemplu, toată gheața se transformă în apă. Dacă continuă să fie încălzită, temperatura apei crește până ajunge la 100 ° C. La o temperatură de 100 ° C, apa începe să se evapore. Dacă flacăra este mărită sau apa continuă să fie încălzită, cu atât mai repede apa se transformă în abur, în timp ce temperatura apei nu se modifică sau rămâne la 100 ° C. Acesta este punctul de fierbere al apei, cea mai ridicată temperatură pe care apa o poate atinge.
Grafic al relației dintre căldură și schimbările de temperatură și schimbările de stare a apei.
AB = Căldura suplimentară crește temperatura gheții la 0 oC
BC = Căldură suplimentară pentru topirea gheții în apă
CD = Căldura suplimentară crește temperatura apei de la 0 oC la 100 oC
DE = Căldură suplimentară pentru evaporarea apei
EF = Căldura suplimentară crește temperatura aburului
Graficul de mai sus prezintă procesul de schimbare a temperaturii și schimbările de stare a apei atunci când aceasta absoarbe căldură (la o presiune a aerului de 1 atmosferă). Dacă apa eliberează căldură , procesul care are loc este opusul procesului de mai sus (săgeata este inversată). Adăugarea de căldură de la B - C nu provoacă o modificare a temperaturii apei, ci doar topește gheața în apă. În mod similar, adăugarea de căldură de la D - E nu provoacă o modificare a temperaturii apei, ci doar transformă apa în abur. Apa este doar un exemplu. Practic, toate obiectele vor experimenta un proces de schimbare a stării și schimbări de temperatură, la fel ca apa, atunci când obiectul absoarbe căldură. Diferența constă în punctul de îngheț și punctul de fierbere. Fiecare obiect are un punct de îngheț și un punct de fierbere diferite. Dacă un obiect eliberează căldură, procesul care are loc este opusul procesului de mai sus.
Căldura de fuziune (L)F)
Căldura de fuziune este cantitatea de căldură absorbită de 1 kg dintr-un obiect pentru a-i schimba starea de la solidă la lichidă sau căldura eliberată de 1 kg dintr-un obiect pentru a-i schimba starea de la lichidă la solidă. Formula pentru determinarea cantității de căldură absorbită (sau eliberată) pentru a schimba starea unui obiect de la solidă la lichidă (sau de la lichidă la solidă):
Q = m LF
Descriere: Q = căldură absorbită sau eliberată, m = masa obiectului, LF = căldura de fuziune (F = Fusion).
Căldură cu abur (L)V)
Căldură cu abur este cantitatea de căldură absorbită de 1 kg dintr-un obiect pentru a-și schimba starea din lichid în gaz sau căldura eliberată de 1 kg dintr-un obiect pentru a-și schimba starea din gaz în lichid. Formula pentru determinarea cantității de căldură absorbită (sau eliberată) pentru a schimba starea unui obiect din lichid în gaz (sau din gaz în lichid):
Q = m LV
Descriere: Q = căldură absorbită sau eliberată, m = masa obiectului, LV = căldura aburului (V = Vaporizare)
Căldura de fuziune și căldura de vaporizare se numesc căldură latentă.
Fiecare obiect are un punct de topire și un punct de fierbere diferit. Căldura de fuziune și căldura de vaporizare a fiecărui obiect sunt, de asemenea, diferite.
Referinţă