Článok o latentnom teple, špecifickom teple a tepelnej kapacite
Ak vložíte ortuťový teplomer do nádoby obsahujúcej zmes studenej vody a ľadu, pozorujete, že po pohybe smerom nadol sa povrch ortuti prestane pohybovať. Povrch ortuti sa prestane pohybovať po dosiahnutí teploty bodu mrazu vody (0 ° C). Ak je nádoba otvorená, teplo prúdi zo vzduchu s vysokou teplotou do zmesi ľadu a studenej vody. Pridanie tepla zo vzduchu spôsobuje topenie ľadu. Pokiaľ sa ľad topí, mení sa teplota zmesi ľadu a studenej vody? Pokiaľ sa ľad topí, teplota zmesi vody a ľadu sa nemení.
Ak sa zmes ľadu a vody zahrieva napríklad pomocou ohňa alebo elektrického ohrievača, všetok ľad sa premení na vodu. Ak sa voda ďalej zahrieva, teplota vody stúpne na 100 ° C. Pri 100 ° C sa voda začne odparovať. Ak sa voda ďalej zahrieva, rýchlejšie sa premení na paru, pričom teplota vody sa nemení alebo zostáva 100 ° C. Toto je teplota bodu varu vody, najvyššia teplota, ktorú môže voda dosiahnuť.
Graf vzťahu tepla k zmenám teploty a zmenám skupenstva vody
AB = Dodatočné teplo zvyšuje teplotu ľadu na 0 ° C
BC = Dodatočné teplo roztopí ľad na vodu
CD = Dodatočné teplo zvyšuje teplotu vody z 0 ° C na 100 ° C
DE = Dodatočné teplo odparuje vodu
EF = Dodatočné teplo zvyšuje teplotu pary
Graf vyššie znázorňuje proces zmien teploty a zmien vo vodnej fáze, pokiaľ voda absorbuje teplo (pri jednom atmosférickom tlaku vzduchu). Ak voda uvoľňuje teplo, prebieha opačný proces ako vyššie uvedený proces. Pridanie tepla z BC nespôsobuje zmeny teploty vody, ale iba topí ľad na vodu.
Pridanie tepla z DE nespôsobuje zmeny teploty vody, ale iba premieňa vodu na paru. Voda je len jedným príkladom. Všetky objekty prechádzajú procesom zmeny skupenstva a zmeny teploty, ako je to v prípade vody, ak objekt absorbuje teplo. Rozdiel spočíva v bode tuhnutia a bode varu. Každý objekt má iný bod tuhnutia a bod varu. Ak objekty uvoľňujú teplo, proces, ktorý prebieha, je opačný ako vyššie uvedený proces.
1. Teplo topenia ( LF )
Teplo topenia je množstvo tepla absorbovaného 1 kg telesa na zmenu jeho skupenstva z pevného na kvapalné, alebo teplo uvoľnené 1 kg telesa na zmenu jeho skupenstva z kvapalného na pevné skupenstvo. Vzorec na určenie množstva tepla absorbovaného (alebo uvoľneného) na zmenu skupenstva telesa z pevného na kvapalné (alebo z kvapalného na pevné skupenstvo):
Q = m L F
Popis: Q = absorbované alebo uvoľnené teplo, m = hmotnosť telesa, L F = teplo topenia
2. Teplo odparovania ( LV )
Výparné teplo je množstvo tepla absorbovaného 1 kg predmetov na zmenu ich skupenstva z kvapaliny na plyn, alebo teplo uvoľnené 1 kg predmetov na zmenu ich skupenstva z plynnej na kvapalinu. Vzorec na určenie množstva tepla absorbovaného (alebo uvoľneného) na premenu predmetu z kvapaliny na plyn (alebo z plynu na kvapalinu):
Q = m L V
Popis: Q = absorbované alebo uvoľnené teplo, m = hmotnosť telesa, L = vyparovacie teplo
Teplo topenia a teplo odparovania sa označujú ako latentné teplo.
Merná tepelná kapacita (c)
Merná tepelná kapacita (c) = množstvo tepla (Q) potrebné na zvýšenie teploty (T) jednej jednotky hmotnosti (m) telesa o jeden stupeň. Rovnica pre výpočet mernej tepelnej kapacity:
Jednotka mernej tepelnej energie v medzinárodnom systéme je J/kg K.
Merná tepelná kapacita objektu sa mení s teplotou. Ak zmena teploty nie je príliš veľká, teplo možno považovať za konštantné.
Nasleduje teplo niekoľkých objektov pri tlaku 1 atm a teplote 20 ° C (získané experimentálne).
Tepelná kapacita (C)
Tepelná kapacita (C) = množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty všetkých objektov o jeden stupeň. Rovnica tepelnej kapacity:
C = mc
Popis: C = tepelná kapacita, m = hmotnosť, c = merná tepelná kapacita telesa.
