Латентна топлота

Разумевање латентне топлоте

Ако уметнете термометар са живом у посуду која садржи смешу хладне воде и леда, приметићете да након кретања надоле, површина живе мирује или се више не помера. Површина живе престаје да се креће након што достигне тачку топљења воде или тачку смрзавања воде (0 ^o C). Ако је посуда отворена, топлота прелази из ваздуха на вишој температури у смешу леда и воде на нижој температури. Додатна топлота из ваздуха узрокује топљење леда. Како се лед топи, да ли се температура смеше леда и воде мења? Како се лед топи, температура смеше воде и леда се не мења.

Ако се смеша леда и воде загрева помоћу ватре или електричног грејача, на пример, сав лед се претвара у воду. Ако се настави загревање, температура воде расте док не достигне 100 ^° C. На температури од 100 ^° C, вода почиње да испарава. Ако се пламен повећа или се вода настави загревати, вода се брже претвара у пару, док се температура воде не мења или остаје на 100 ^° C. Ово је тачка кључања воде, највиша температура коју вода може достићи.

График односа између топлоте и промена температуре и промена агрегатног стања воде.

AB = Додатна топлота повећава температуру леда на 0 ^oC
BC = Додатна топлота за топљење леда у воду
CD = Додатна топлота повећава температуру воде од 0 ^oЦ до 100 ^oC
DE = Додатна топлота за испаравање воде
EF = Додатна топлота повећава температуру паре

Горњи графикон приказује процес промене температуре и промене агрегатног стања воде када апсорбује топлоту (при ваздушном притиску од 1 атмосфере). Ако вода ослобађа топлоту , процес који се дешава је супротан од горе наведеног процеса (стрелица је обрнута). Додавање топлоте из Б - Ц не изазива промену температуре воде, већ само топи лед у воду. Слично томе, додавање топлоте из Д - Е не изазива промену температуре воде, већ само претвара воду у пару. Вода је само један пример. У основи, сви објекти ће доживети процес промене агрегатног стања и промене температуре, попут воде, када објекат апсорбује топлоту. Разлика лежи у тачки смрзавања и тачки кључања. Сваки објекат има различиту тачку смрзавања и тачку кључања. Ако објекат ослобађа топлоту, процес који се дешава је супротан од горе наведеног процеса.

Топлота топљења (L)_F)
Топлота фузије је количина топлоте коју апсорбује 1 кг објекта да би променио своје стање из чврстог у течно или топлота коју ослободи 1 кг објекта да би променио своје стање из течног у чврсто. Формула за одређивање количине топлоте апсорбоване (или ослобођене) да би се променило стање објекта из чврстог у течно (или течног у чврсто):
Q = m L_F
Опис: Q = апсорбована или ослобођена топлота, m = маса објекта, L_F = топлота топљења (F = фузија).

Парна топлота (L)_V)
Парна топлота је количина топлоте коју апсорбује 1 кг објекта да би променио своје стање из течног у гасовито или топлота коју ослободи 1 кг објекта да би променио своје стање из гасовитог у течно. Формула за одређивање количине топлоте апсорбоване (или ослобођене) да би се променило стање објекта из течности у гасовито (или из гасовитог у течност):
Q = m L_V
Опис: Q = апсорбована или ослобођена топлота, m = маса објекта, L_V = топлота паре (V = Vапоризација)
Топлота топљења и топлота испаравања називају се латентна топлота.

Сваки објекат има различиту тачку топљења и тачку кључања. Топлота топљења и топлота испаравања сваког објекта су такође различите.

Референси