Članek o latentni toploti, specifični toploti in toplotni kapaciteti
Če postavite živosrebrni termometer v posodo z mešanico hladne vode in ledu, boste po premikanju navzdol opazili, da se površina živega srebra preneha premikati. Površina živega srebra se preneha premikati, ko doseže temperaturo ledišča vode (0 ° C). Če je posoda odprta, toplota prehaja iz zraka z visoko temperaturo v mešanico ledu in hladne vode. Dodajanje toplote iz zraka povzroči taljenje ledu. Ali se temperatura mešanice ledu in hladne vode spreminja, dokler se led topi? Dokler se led topi, se temperatura mešanice vode in ledu ne spreminja.
Če mešanico ledu in vode segrejemo na primer z ognjem ali električnim grelcem, se ves led spremeni v vodo. Če segrevamo še naprej, se temperatura vode dvigne na 100 ° C. Pri 100 ° C voda začne izhlapevati. Če se voda segreva še naprej, se hitreje spremeni v paro, medtem ko se temperatura vode ne spremeni oziroma ostane 100 ° C. To je temperatura vrelišča vode, najvišja temperatura, ki jo lahko doseže voda.
Graf razmerja med toploto in spremembami temperature ter spremembami agregatnega stanja vode
AB = Dodatna toplota zviša temperaturo ledu na 0 ° C
BC = Dodatna toplota stopi led v vodo
CD = Dodatno ogrevanje zviša temperaturo vode z 0 ° C na 100 ° C
DE = Dodatna toplota izhlapi vodo
EF = Dodatna toplota zviša temperaturo pare
Zgornji graf prikazuje proces temperaturnih sprememb in sprememb v vodni fazi, dokler voda absorbira toploto (pri enem atmosferskem tlaku zraka). Če voda sprošča toploto, se zgodi nasproten proces od zgornjega. Dodajanje toplote iz BC ne povzroči sprememb temperature vode, ampak le stopi led v vodo.
Dodajanje toplote iz DE ne povzroči sprememb temperature vode, temveč le pretvori vodo v paro. Voda je le en primer. Vsi predmeti bodo podvrženi procesu spremembe faze in temperaturnih sprememb, kot jih doživi voda, če predmet absorbira toploto. Razlika je v ledišču in vrelišču. Vsak predmet ima drugačno ledišče in vrelišče. Če predmeti sproščajo toploto, je postopek, ki se zgodi, nasproten zgornjemu postopku.
1. Talilna toplota (L F )
Talilna toplota je količina toplote, ki jo 1 kg telesa absorbira za spremembo njegovega agregatnega stanja iz trdnega v tekoče, ali toplota, ki jo 1 kg telesa sprosti za spremembo njegovega agregatnega stanja iz tekočega v trdno. Formula za določanje količine toplote, ki se absorbira (ali sprosti) za spremembo agregatnega stanja telesa iz trdnega v tekoče (ali tekočega v trdno):
Q = m L F
Opis: Q = absorbirana ali sproščena toplota, m = masa telesa, L F = talilna toplota
2. Izparilna toplota (L V )
Izparilna toplota je količina toplote, ki jo 1 kg telesa absorbira za spremembo agregatnega stanja iz tekočine v plin, ali količina toplote, ki jo 1 kg telesa sprosti za spremembo agregatnega stanja iz plina v tekočino. Formula za določanje količine toplote, ki se absorbira (ali sprosti) za pretvorbo telesa iz tekočine v plin (ali plina v tekočino):
Q = m L V
Opis: Q = absorbirana ali sproščena toplota, m = masa predmeta, L = toplota izparevanja
Talilna toplota in toplota izparevanja se imenujeta latentna toplota.
Specifična toplota (c)
Specifična toplota (c) = količina toplote (Q), potrebna za dvig temperature (T) ene enote mase (m) telesa za eno stopinjo. Enačba specifične toplote:
Mednarodni sistem enot za specifično toploto je J/kg K.
Specifična toplota predmeta se spreminja s temperaturo. Če sprememba temperature ni prevelika, lahko toploto štejemo za konstantno.
Sledi toplota več predmetov pri tlaku 1 atm in temperaturi 20 ° C (dobljena s poskusi).
Toplotna kapaciteta (C)
Toplotna kapaciteta (C) = količina toplote, potrebna za dvig temperature vseh predmetov za eno stopinjo. Enačba toplotne kapacitete:
C = mc
Opis: C = toplotna kapaciteta, m = masa, c = specifična toplota telesa.
