潜热、比热容和热容量

本文探讨了潜热、比热和热容。

如果你把一支水银温度计放入装有冷水和冰混合物的容器中,你会观察到水银柱向下移动后,其表面会停止移动。水银柱表面在达到水的冰点(0℃)后停止移动。如果容器是敞开的,热量会从高温空气传递到冰水混合物中。空气中的热量会使冰融化。冰融化期间,冰水混合物的温度会改变吗?答案是:冰融化期间,冰水混合物的温度不会改变。

例如,如果用火或电加热器加热冰水混合物,所有的冰都会变成水。如果继续加热,水的温度会升至100摄氏度。在100摄氏度时,水开始蒸发。如果继续加热,水会更快地变成蒸汽,而水的温度保持不变或保持在100摄氏度。这就是水的沸点,也就是水所能达到的最高温度。

潜热 1

热量与温度变化以及水相变关系的图表

AB = 额外加热使冰的温度升高至 0 ° C

BC = 额外的热量使冰融化成水

CD = 额外加热使水温从 0 ° C 升高到 100 ° C

DE = 额外热量蒸发水

EF = 额外的热量会提高蒸汽的温度

上图显示了水吸收热量时(在1个大气压下)温度变化和水相变化的过程。如果水释放热量,则发生的过程与上述过程相反。来自BC的热量不会引起水温变化,只会使冰融化成水。

介电常数增加(DE)产生的热量不会引起水温变化,只会将水转化为蒸汽。水只是一个例子。所有物体吸收热量时都会发生相变和温度变化,就像水一样。区别在于物体的冰点和沸点。每种物体的冰点和沸点都不同。如果物体释放热量,则发生的相变过程与上述过程相反。

1. 熔化热(L F )

熔化热是指1千克物体从固态变为液态所吸收的热量,或1千克物体从液态变为固态所释放的热量。计算物体从固态变为液态(或从液态变为固态)所吸收(或释放)的热量的公式如下:

Q = m L F

说明:Q = 吸收或释放的热量,m = 物体的质量,L <sub>F</sub> = 熔化热

2. 汽化热(LV )

汽化热是指1千克物体由液态变为气态所吸收的热量,或1千克物体由气态变为液态所释放的热量。计算物体由液态变为气态(或由气态变为液态)所吸收(或释放)的热量的公式如下:

Q = m L V

说明:Q = 吸收或释放的热量,m = 物体的质量,LV =汽化热

熔化热和汽化热统称为潜热。

比热容(c)

比热容 (c) = 使单位质量 (m) 的物体温度 (T) 升高一度所需的热量 (Q)。比热容的计算公式为:

比热容和热容量 1

比热容的国际单位制单位是 J/Kg K。

物体的比热容随温度变化。如果温度变化不大,则比热容可视为恒定。

下面列出的是几个物体在 1 个大气压和 20 摄氏度温度下的热量(通过实验获得)。

比热容和热容量 2

比热容和热容量 3

热容(C)

热容 (C) = 使物体温度升高一度所需的热量。热容的计算公式为:

C = mc

说明:C = 热容,m = 质量,c = 物体的比热容。