Legfontosabb tudomány

Látens hőfizika

Látens hőfizika
Látens hőfizika

Videó: 10 ProFizika Forrás és lecsapódás 2024, Lehet

Videó: 10 ProFizika Forrás és lecsapódás 2024, Lehet
Anonim

Látens hő, az anyag által felvett vagy felszabadított energia fizikai állapotának (fázisának) megváltozása során, amely a hőmérséklet megváltozása nélkül következik be. A szilárd anyag megolvadásával vagy a folyadék fagyasztásával járó látens hőt fúziós hőnek nevezzük; amelyet folyadék vagy szilárd anyag elpárologtatásával vagy a pára kondenzációjával társítanak, a párologtatás hőjének nevezik. A látens hőt általában az állapotváltozáson áteső anyag móljára vagy tömegére vonatkoztatott hőmennyiségben (džaula vagy kalória egységben) fejezik ki.

Például, amikor egy vízforralót forralunk, a hőmérséklet 100 ° C-on (212 ° F) marad, amíg az utolsó csepp el nem párolog, mert a folyadékhoz hozzáadott összes hő elnyelik látens párolgási hőként, és a kilépő gőzmolekulák. Hasonlóképpen, amíg a jég megolvad, 0 ° C-on (32 ° F) marad, és a látens fúziós hővel képződő folyékony víz szintén 0 ° C-on. A víz hőmérséklete 0 ° C-on kb. 334 joule (79,7 kalória) / gramm, és a párolgási hő 100 ° C-on körülbelül 2230 joule (533 kalória) / gramm. Mivel a párolgás hője olyan nagy, a gőz sok hőenergiát hordoz fel, amely felszabadul, amikor kondenzálódik, így a víz kiváló munkafolyadékává válik a hőmotorok számára.

A látens hő abból a munkából származik, amely ahhoz szükséges, hogy legyőzzük az erőket, amelyek az anyag atomjait vagy molekuláit együtt tartják. A kristályos szilárd anyag szabályos szerkezetét az egyes atomok vonzóerői tartják fenn, amelyek kissé ingadoznak a kristályrács átlagos helyzetében. A hőmérséklet emelkedésével ezek a mozgások egyre erősebbek lesznek, amíg az olvadáspontban a vonzó erők már nem elégségesek a kristályrács stabilitásának fenntartásához. További hőt (állandó lágyulási hőt) kell hozzáadni (állandó hőmérsékleten) annak érdekében, hogy áttérjünk a még rendezetlenebb folyadékállapotra, amelyben az egyes részecskék már nem tartják rögzített rácshelyzetekben, hanem szabadok hogy áthaladjon a folyadékon. A folyadék abban különbözik a gáztól, hogy a részecskék közötti vonzóerők továbbra is elegendőek a nagy hatótávolságú rend fenntartásához, amely bizonyos fokú kohéziót biztosít a folyadéknak. A hőmérséklet további emelkedésével egy második átmeneti pontot (forráspontot) érünk el, ahol a távolsági sorrend instabillá válik a részecskék lényegében független mozgásaihoz viszonyítva a sokkal nagyobb térfogatban, amelyet gőz vagy gáz foglal el. Még egyszer, további hőt (a lappangó párolgási hőt) kell hozzáadni a folyadék hosszú távú sorrendjének megszakításához és a nagyrészt rendezetlen gázállapotba való átállás megvalósításához.

A látens hő egy másik anyag szilárd, folyékony és gőzfázisában bekövetkező változásokon kívüli folyamatokhoz kapcsolódik. Számos szilárd anyag létezik különböző kristályos módosításokban, és ezek közötti átmenetek általában abszorpcióval vagy lappangó hő fejlődésével járnak. Az egyik anyag egy másikban való feloldásának folyamata gyakran hővel jár; ha az oldat folyamata szigorúan fizikai változás, akkor a hő látens. Néha azonban a folyamatot kémiai változások kísérik, és a hő egy része a kémiai reakcióhoz kapcsolódik. Lásd még: olvadás.