Makala kuhusu joto fiche na uwezo wa joto maalum
Ukiweka kipimajoto cha zebaki kwenye chombo chenye mchanganyiko wa maji baridi na barafu, utaona baada ya kusogea chini, uso wa zebaki huacha kusonga. Uso wa zebaki huacha kusonga baada ya kufikia halijoto ya kiwango cha kuganda cha maji (0 ° C). Ikiwa chombo kimefunguliwa, joto hutoka kutoka hewani yenye halijoto ya juu hadi kwenye mchanganyiko wa barafu na maji baridi. Kuongezwa kwa joto kutoka hewani husababisha barafu kuyeyuka. Mradi barafu inayeyuka, je, halijoto ya mchanganyiko wa barafu na maji baridi hubadilika? Mradi barafu inayeyuka, halijoto ya mchanganyiko wa maji na barafu haibadiliki.
Ikiwa mchanganyiko wa barafu na maji unapashwa moto kwa kutumia moto au hita ya umeme, kwa mfano, barafu yote inageuka kuwa maji. Ikiwa itaendelea kupashwa moto, halijoto ya maji huongezeka hadi 100 o C. Kwa 100 o C, maji huanza kuyeyuka. Ikiwa maji yanaendelea kupashwa moto, maji hubadilika kuwa mvuke kwa kasi zaidi, huku halijoto ya maji ikiendelea kuwa 100 o C. Hii ni halijoto ya kiwango cha kuchemsha cha maji, halijoto ya juu zaidi inayoweza kufikiwa na maji.
Grafu ya uhusiano wa joto na mabadiliko ya halijoto na mabadiliko katika awamu ya maji
AB = Joto la ziada huongeza halijoto ya barafu hadi 0 ° C
BC = Joto la ziada huyeyusha barafu ndani ya maji
CD = Joto la ziada huongeza joto la maji kutoka 0 ° C hadi 100 ° C
DE = Joto la ziada huvukiza maji
EF = Joto la ziada huongeza halijoto ya mvuke
Grafu hapo juu inaonyesha mchakato wa mabadiliko ya halijoto na mabadiliko katika awamu ya maji mradi tu maji yanafyonza joto (kwa shinikizo moja la hewa ya angahewa). Ikiwa maji yatatoa joto, mchakato unaotokea ni kinyume cha mchakato hapo juu. Kuongezwa kwa joto kutoka BC hakusababishi mabadiliko katika halijoto ya maji, bali huyeyusha barafu tu kuwa maji.
Kuongezwa kwa joto kutoka DE hakusababishi mabadiliko katika halijoto ya maji, bali hubadilisha maji kuwa mvuke tu. Maji ni mfano mmoja tu. Vitu vyote vitapitia mchakato wa mabadiliko katika mabadiliko ya awamu na halijoto, kama inavyoonekana na maji ikiwa kitu kitachukua joto. Tofauti iko katika kiwango cha kuganda na kiwango cha kuchemka. Kila kitu kina kiwango tofauti cha kuganda na kiwango cha kuchemka. Ikiwa vitu vitatoa joto, mchakato unaotokea ni kinyume cha mchakato hapo juu.
1. Joto la muunganiko ( LF )
Joto la muunganiko ni kiasi cha joto kinachofyonzwa na kilo 1 ya vitu ili kubadilisha awamu yake kutoka kigumu hadi kimiminika, au joto linalotolewa na kilo 1 ya vitu ili kubadilisha awamu yake kutoka kimiminika hadi kimiminika. Fomula ya kubaini kiasi cha joto kinachofyonzwa (au kutolewa) ili kubadilisha awamu ya kitu kutoka kigumu hadi kimiminika (au kimiminika hadi kimiminika):
Q = m L F
Maelezo: Q = joto linalofyonzwa au kutolewa, m = uzito wa kitu, L F = joto la muunganiko
2. Joto la uvukizi (L V )
Joto la mvuke ni kiasi cha joto kinachofyonzwa na kilo 1 ya vitu ili kubadilisha awamu yake kutoka kioevu hadi kuwa gesi, au joto linalotolewa na kilo 1 ya vitu ili kubadilisha awamu yake kutoka gesi hadi kioevu. Fomula ya kubaini kiasi cha joto kinachofyonzwa (au kutolewa) ili kubadilisha kitu kutoka kioevu hadi gesi (au gesi hadi kioevu):
Q = m L V
Maelezo: Q = joto linalofyonzwa au kutolewa, m = uzito wa kitu, L = joto la mvuke
Joto la muunganiko na joto la uvukizi hujulikana kama joto fiche.
Joto maalum (c)
Joto maalum (c) = kiasi cha joto (Q) kinachohitajika ili kuongeza halijoto (T) ya kitengo kimoja cha uzito (m) wa vitu kwa digrii moja. Mlinganyo wa joto maalum:
Kitengo cha Mfumo wa Kimataifa cha joto maalum ni J/Kg K.
Joto maalum la kitu hubadilika kulingana na halijoto. Ikiwa mabadiliko ya halijoto si makubwa sana, joto linaweza kuchukuliwa kuwa thabiti.
Ifuatayo ni joto la vitu kadhaa kwa shinikizo la atm 1 na halijoto ya 20 o C (iliyopatikana kupitia majaribio).
Uwezo wa joto (C)
Uwezo wa joto (C) = kiasi cha joto kinachohitajika ili kuongeza halijoto ya vitu vyote kwa digrii moja. Mlinganyo wa uwezo wa joto:
C = mc
Maelezo: C = uwezo wa joto, m = uzito, c = joto maalum la kitu.
