Gizli ısı, özgül ısı ve ısı kapasitesi hakkında makale
Soğuk su ve buz karışımı içeren bir kaba cıvalı bir termometre koyarsanız, aşağı doğru hareket ettikten sonra cıvanın yüzeyinin hareket etmeyi durdurduğunu gözlemlersiniz. Cıvanın yüzeyi, suyun donma noktası sıcaklığına (0 ° C) ulaştıktan sonra hareket etmeyi durdurur. Kap açıksa, yüksek sıcaklıktaki havadan buz ve soğuk su karışımına ısı akışı olur. Havadan gelen ısının eklenmesi buzun erimesine neden olur. Buz eridiği sürece, buz ve soğuk su karışımının sıcaklığı değişir mi? Buz eridiği sürece, su ve buz karışımının sıcaklığı değişmez.
Örneğin, buz ve su karışımı ateş veya elektrikli ısıtıcı kullanılarak ısıtılırsa, tüm buz suya dönüşür. Isıtma devam ederse, suyun sıcaklığı 100 ° C'ye yükselir. 100 ° C'de su buharlaşmaya başlar. Su ısıtılmaya devam ederse, suyun buhara dönüşmesi daha hızlı olur, ancak suyun sıcaklığı değişmez veya 100 ° C'de kalır. Bu, suyun kaynama noktası sıcaklığıdır, suyun ulaşabileceği en yüksek sıcaklıktır.
Isının sıcaklık değişimleriyle ve suyun faz değişimleriyle olan ilişkisini gösteren grafik.
AB = Eklenen ısı, buzun sıcaklığını 0 ° C'ye yükseltir.
BC = Ek ısı buzu suya dönüştürür
CD = Eklenen ısı, suyun sıcaklığını 0 ° C'den 100 ° C'ye çıkarır.
DE = Ek ısı suyu buharlaştırır
EF = Ek ısı, buharın sıcaklığını artırır.
Yukarıdaki grafik, suyun ısıyı emdiği sürece (bir atmosfer hava basıncında) sıcaklık değişimlerini ve su fazındaki değişimleri göstermektedir. Su ısıyı serbest bırakırsa, meydana gelen süreç yukarıdaki sürecin tam tersidir. BC'den gelen ısı ilavesi su sıcaklığında değişikliklere neden olmaz, sadece buzu suya dönüştürür.
DE'den gelen ısının eklenmesi su sıcaklığında değişikliklere neden olmaz, sadece suyu buhara dönüştürür. Su sadece bir örnektir. Tüm cisimler, suyun ısıyı emmesi durumunda olduğu gibi, faz değişimine ve sıcaklık değişimine uğrar. Fark, donma noktası ve kaynama noktasındadır. Her cismin farklı bir donma noktası ve kaynama noktası vardır. Cisimler ısı yayarsa, meydana gelen süreç yukarıdaki sürecin tersidir.
1. Erime ısısı (L F )
Erime ısısı, bir cismin katı halden sıvı hale geçmesi için 1 kg'lık kütle tarafından emilen veya sıvı halden katı hale geçmesi için salınan ısı miktarıdır. Bir cismin katı halden sıvı hale (veya sıvı halden katı hale) geçmesi için emilen (veya salınan) ısı miktarını belirleme formülü şöyledir:
Q = m L F
Açıklama: Q = emilen veya salınan ısı, m = cismin kütlesi, L F = erime ısısı
2. Buharlaşma ısısı (L V )
Buharlaşma ısısı, 1 kg cismin sıvı halden gaz haline geçmesi için emdiği ısı miktarı veya gaz halden sıvı hale geçmesi için saldığı ısı miktarıdır. Bir cismin sıvıdan gaza (veya gazdan sıvıya) dönüşmesi için emilen (veya salınan) ısı miktarını belirleme formülü şöyledir:
Q = m L V
Açıklama: Q = emilen veya salınan ısı, m = cismin kütlesi, L V = buharlaşma ısısı
Erime ısısı ve buharlaşma ısısı , gizli ısı olarak adlandırılır.
Özgül ısı (c)
Özgül ısı (c) = birim kütleli (m) nesnelerin sıcaklığını (T) bir derece yükseltmek için gereken ısı miktarı (Q). Özgül ısının denklemi:
Özgül ısının uluslararası sistem birimi J/Kg K'dir.
Bir cismin özgül ısısı sıcaklıkla değişir. Sıcaklık değişimi çok büyük değilse, ısı sabit kabul edilebilir.
Aşağıda, 1 atm basınç ve 20 ° C sıcaklıkta çeşitli nesnelerin ısı değerleri verilmiştir (deneyler yoluyla elde edilmiştir).
Isı kapasitesi (C)
Isı kapasitesi (C) = tüm nesnelerin sıcaklığını bir derece yükseltmek için gereken ısı miktarı. Isı kapasitesinin denklemi:
C = mc
Açıklama: C = ısı kapasitesi, m = kütle, c = cismin özgül ısısı.
