Ciepło , energia pochłonięta lub uwolniona przez substancję podczas zmiany jej stanu fizycznego (fazy), która zachodzi bez zmiany jej temperatura . Ciepło utajone związane z topieniem ciała stałego lub zamrażaniem cieczy nazywa się ciepło topnienia ; związane z parowaniem cieczy lub ciała stałego lub kondensacją pary nazywa się ciepło parowania . Ciepło utajone jest zwykle wyrażane jako ilość ciepło (w jednostkach dżule lub kalorie ) na mol lub jednostkę masy substancji ulegającej zmianie stanu.
topienie kostek lodu Kostki lodu topią się wraz ze wzrostem temperatury. Podczas topienia lód pochłania ciepło utajone, które służy do zmiany stanu wody z lodu na wodę w stanie ciekłym. Podczas gdy lód pochłania ciepło utajone, jego temperatura się nie zmienia. T.Tulic/Fotolia
Na przykład, gdy garnek woda jest utrzymywany w stanie wrzenia, temperatura pozostaje na poziomie 100 °C (212 °F) aż do odparowania ostatniej kropli, ponieważ całe ciepło dodawane do cieczy jest pochłaniane jako utajone ciepło parowania i odprowadzane przez uchodzące cząsteczki pary. Podobnie, podczas gdy lód topi się, pozostaje w temperaturze 0°C (32°F), a ciekła woda, która powstaje w wyniku utajonego ciepła topnienia, również ma temperaturę 0°C. Ciepło topnienia wody o temperaturze 0 °C wynosi około 334 dżuli (79,7 kalorii) na gram, a ciepło parowania w temperaturze 100 °C wynosi około 2230 dżuli (533 kalorii) na gram. Ponieważ ciepło waporyzacji jest tak duże, parowy niesie ze sobą dużo energia cieplna który jest uwalniany podczas kondensacji, dzięki czemu woda jest doskonałym płynem roboczym silników cieplnych.
Ciepło utajone powstaje w wyniku pracy wymaganej do pokonania sił, które utrzymują atomy lub molekuły w materiale. Regularna struktura krystaliczne ciało stałe jest utrzymywany przez siły przyciągania pomiędzy jego poszczególnymi atomami, które oscylują nieznacznie wokół swoich średnich pozycji w sieci krystalicznej. Wraz ze wzrostem temperatury ruchy te stają się coraz bardziej gwałtowne, aż w temperaturze topnienia , siły przyciągania nie są już wystarczające do utrzymania stabilności sieci krystalicznej. Jednak dodatkowe ciepło (utajone ciepło topnienia) musi zostać dodane (w stałej temperaturze), aby osiągnąć przejście do jeszcze bardziej nieuporządkowanego stanu ciekłego, w którym poszczególne cząstki nie są już utrzymywane w stałych pozycjach sieci, ale są swobodne poruszać się w cieczy. Ciecz różni się od gazu tym, że siły przyciągania między cząstkami są nadal wystarczające do utrzymania porządku dalekiego zasięgu, który nadaje cieczy pewien stopień spójności. Wraz ze wzrostem temperatury osiągany jest drugi punkt przejścia (temperatura wrzenia), w którym porządek dalekiego zasięgu staje się niestabilny w stosunku do w dużej mierze niezależnych ruchów cząstek w znacznie większej objętości zajmowanej przez parę lub gaz. Ponownie należy dodać dodatkowe ciepło (utajone ciepło parowania), aby przełamać dalekosiężny porządek cieczy i doprowadzić do przejścia do stanu gazowego w dużym stopniu nieuporządkowanego.
Ciepło utajone jest związane z procesami innymi niż zmiany między fazą stałą, ciekłą i parą pojedynczej substancji. Wiele ciał stałych występuje w różnych modyfikacjach krystalicznych, a przejścia między nimi zazwyczaj obejmują absorpcję lub wydzielanie ciepła utajonego. Proces rozpuszczania jednej substancji w drugiej często obejmuje ciepło; jeśli rozwiązanie proces jest zmianą ściśle fizyczną, ciepło jest ciepłem utajonym. Czasami jednak procesowi towarzyszy zmiana chemiczna, a część ciepła jest związana z reakcją chemiczną. Zobacz też topienie .
Copyright © Wszelkie Prawa Zastrzeżone | asayamind.com