Когато дадено вещество се топи или изпарява, то поглъща определено количество горещо обади се скрита топлина на синтез или латентна топлина на изпарение, в зависимост от случая . Латентната топлина, каквато и да е тя, остава скрита, но съществува, въпреки че няма увеличаване на топлината температура, тъй като докато трае топенето или изпаряването на веществото, няма да се регистрират изменения.
За да разберете тези понятия, трябва много добре да знаете разликата между тях топлина и температура .
Докато разумна топлина е този, който, когато се подава към вещество, повишава температурата му.
 |
| Топлина: форма на енергия. |
Опитът показва това количество топлина взето (или пренесено) от тялото е пряко пропорционално на неговата маса и повишаването (или намаляването) на температурата, което то изпитва.
Q = m · Ce · · (Tf-Ti)
С по-прости думи, количество топлина получено или прехвърлено от орган се изчислява по тази формула, в която м е масата, ЕО е специфичната топлина, Ти е началната температура и Tf крайната температура. В Следователно Tf - Ti = О T (изменение на температурата).
Ако Ti> Tf тялото се отказва от топлина Q 0
То определя специфична топлина (Ce) като количеството топлина, което трябва да се осигури на грам вещество, за да се повиши температурата му с един градус по Целзий. В конкретния случай с вода ЕО на стойност 1 кал/gВє C Гі 4,186 J.
(Вижте таблица на специфичната топлина за някои вещества)
Специфичната топлина може да се изведе от горното уравнение. Ако се изчисти ЕО това води до:
Латентна топлина на синтез
Извиква се топлината, необходима за тази промяна във физическото състояние на водата без никакви промени в температурата скрита топлина на синтез Или просто топлина на синтез от водата.
Това означава, че ако извадим от фризер, чиято температура е - 6 ° C, парче лед с маса, равна на 100 грама, и го поставим на открито, топлината, съществуваща в околната среда, ще повиши температурата на лед, а когато достигне 0 ° C и продължи да получава топлина, ще започне да се топи.
От този момент нататък цялата получена топлина ще се използва за трансформиране на ледената маса в течна вода. Тъй като се изискват 80 калории за всеки грам (виж таблицата), ще трябва да получи 8000 калории от околната среда, за да се стопи напълно. Когато това се случи, водата все още ще бъде при 0 ° C и нейната температура ще се повишава само ако продължава да получава топлина, докато не изравни температурата си с околната среда.
Топлина на сливане на всяко вещество
Съответните изчисления се правят по формулите:
Където О »f = латентна топлина на синтез в кал/грам.
Въпрос: = топлина, доставена в калории.
м = маса на веществото в грамове.
В следващата таблица са дадени някои стойности на латентна топлина на синтез за различни вещества.
Вещество О » F в кал/гр.
Вода В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В 80
Желязо В В В 6
Мед В Медър В В В В 42
Сребро В В В В В В 21
Платинен В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В 27
Злато. В В В В В В В В В 16
Меркурий. В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В, 8
Олово В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В 5.9
| Латентна топлина на топене за вода: 80 кал/g. |
Латентна топлина на втвърдяване
Тъй като противоположността на синтеза е втвърдяване или замразяване, количеството топлина, необходимо на веществото да се стопи, е същото, което то получава, когато се втвърди.
Следователно по отношение на веществото скритата топлина на синтез е равна на скритата топлина на втвърдяване или замръзване.
Упражнение 1
Изчислете количеството топлина, което е необходимо за трансформиране на 100 грама лед с температура около 15 ° C във вода при 0 ° C.
За да може ледът да повиши температурата си от - 15 ° C до точката на топене от 0 ° C, е необходимо количество топлина, което се изчислява по уравнението
Q = m Ce О ”T.
Въпрос: = необходима топлина (в калории)
ЕО = Специфична топлина (в кал/графика C)
О ”T = вариране на температурата или Tf - Ti (в градуси C)
Q 1 = 100 g x 0,50 кал/gr ° C x 15 ° C = 750 калории.
След това, за да се стопи ледът и да има вода при 0 ° C, се прилага уравнението
Q = mО »f (латентната топлина на топене на вода, съгласно таблицата по-горе, е 80 кал/g) тогава:
Q 2 = 100 gr x 80 cal/gr = 8 000 cal
По този начин общата необходима топлина е:
Q 1 + Q 2 = 750 кал + 8 000 кал = 8 750 калории.
Латентна топлина на изпаряване
При дадено налягане цялата нагрята течност кипи при фиксирана температура, която представлява нейната точка на кипене . Това остава постоянно, независимо от топлината, подавана към течността, защото ако към нея се приложи по-голямо количество топлина, ще има по-голямо отделяне на мехурчета без промяна в температурата на течността.
Когато настъпи кипене, в течността се образуват обилни мехурчета, които се издигат на повърхността, отделяйки пара.
Ако продължите да загрявате вряща течност, температурата вече не се повишава, това води до намаляване на количеството течност и увеличава количеството пара.
При измерване на температурата на врящата течност и тази на парите се наблюдава, че и двете състояния имат еднаква температура; това ще рече; съжителстват в термодинамично равновесие.
При нормално налягане (1 атм = 760 mm Hg) водата кипи (кипи) и парата се кондензира при 100 ° С, при тази температура се нарича точка на кипене на вода . Ако искате водата да преминава от течност на пара или обратно, без да променя температурата си, имате нужда от обмен от 540 калории за всеки грам. Тази топлина, необходима за промяна на състоянието без промяна на температурата, се нарича латентна топлина на изпаряване на вода или просто топлина на изпаряване.
По дефиниция латентната топлина на изпаряване на дадено вещество е количеството топлина, необходимо за промяна на 1 грам вряща течност до 1 грам пара, поддържайки температурата му постоянна .
Съответните изчисления се правят по формулите:
О »v = латентна топлина на изпаряване в кал/g
Въпрос: = топлина, доставена в калории
м = маса на веществото в грамове.
Като обратното на изпаряване е кондензация, количеството топлина, необходимо на веществото да се изпари, е равно на това, което се отделя, когато се кондензира, следователно и в двете латентна топлина на кондензация се равнява на латентна топлина на изпаряване за споменатото вещество.
Следващата таблица дава стойности на латентната топлина на изпаряване на някои вещества.
Латентна топлина на изпаряване на някои вещества
Вещество О » v в кал/гр
Вода В 5, 540
Азот В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В 48
Хелий В Х Л Х В
Въздушно ВВ В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В
Меркурий В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В 65
Етилов алкохол В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В 204
Бром В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В В 44
Упражнение 2
Изчислете количеството топлина, необходимо за превръщане на 100 грама лед при - 0 ° С в пара при 130 ° С.
За да може ледът да повиши температурата си от - 10 ° C до точката на топене от 0 ° C, той се нуждае от количество топлина, равно на:
Q 1 = m CeО ”T = 100 g x 0,50 кал/gr ° C x 10 ° C = 500 кал .
След това, за да се изчисли топлината, необходима на леда да се стопи и да има вода при 0 ° C, уравнението
Q 2 = 100 гр х 80 кал/гр = 8000 кал.