Fizička vrijednost: toplina isparavanja vode
Svatko zna sliku: na peći na vatri je lonac vode. Voda iz hladnoće postaje vruća, ovdje se na površini pojavljuju prvi mjehurići, a uskoro je sve zabavno. Koja je toplina isparavanja vode? Neki od nas sjećaju se iz školskog programa da temperatura vode pri prirodnom atmosferskom tlaku ne može prijeći 100 ° C. A tko se ne sjeća ili ne vjeruje, može koristiti odgovarajući termometar i pobrinuti se, promatrajući sigurnosne mjere.
Ali kako to može biti? Uostalom, vatra još uvijek gori ispod lonca, daje svoju energiju tekućini, i kamo ide ako ne zagrije vodu? Odgovor: Energija se troši na transformaciju vode u paru.
Gdje se energija odlazi?
U običnom životu smo navikli na tri državeoko nas stvar: čvrsta, tekućina i plinovi. U čvrstom stanju, molekule su čvrsto fiksirane u kristalnoj rešetki. Ali to ne znači njihovu potpunu nepokretnost, na bilo kojoj temperaturi, samo ako je to barem jedan stupanj veći od -273 ° C (to je apsolutna nula), molekule vibriraju. I amplituda vibracija ovisi o temperaturi. Kada se grije, energija se prenosi na čestice materije, a ti kaotični pokreti postaju intenzivniji, a zatim u određenom trenutku dostižu takvu silu koja molekule napuštaju rešetke - tvar postaje tekućina.
U tekućem stanju, molekule su usko povezane ssila atrakcije, iako nije fiksirana u određenoj točki prostora. Uz daljnje toplinske akumulacije tvari kaotično vibracija dijelovi postati tako velika da je sila privlačenja molekula međusobno se prevladati, i oni raspršiti. Temperatura tvari prestane rasti, sva energija se prenosi i sada slijedi sljedeći hrpa čestica, i tako, korak po korak, sva voda preklopnih iz posude ispunjava kuhinja u obliku pare.
Svaka tvar zahtijeva određenu količinu energije za obavljanje tog postupka. Toplina isparavanja vode, poput ostalih tekućina, konačna je i ima specifične vrijednosti.
U kojim se jedinicama mjeri
Bilo koja energija (iako pokret, čak i toplina)mjereno u jouleu. Joule (J) dobiva ime po poznatom znanstveniku Jamesu Jouleu. Numerički, energija u 1 J može se dobiti gurajući određeno tijelo na udaljenosti od 1 metra s naporom od 1 Newton.
Prije toga, za mjerenje topline,koncept poput "kalorija". Vjeruje se da toplina - to je takva fizička tvar koja može protjecati ili iz bilo kojeg tijela. Što više "teče" u fizičko tijelo, to je to vruće. U starim udžbenicima još uvijek možete ispuniti tu fizičku vrijednost. No, lako je prevesti u joule, pomnožite sa 4,19.
Energija potrebna za transformaciju tekućinau plinovima, naziva se specifična toplina isparavanja. Ali kako to izračunati? Jedno je da pretvore vodu u vodenu paru, a drugo je spremnik parnog stroja velikog broda.
Stoga, na primjer, za H2Oh, u toplinskom inženjerstvu oni rade s konceptom "specifičan(J / kg je jedinica mjerenja), a ključna riječ ovdje je "specifična". Treba razmotriti količinu energije potrebnu za pretvaranje 1 kg tekućine u paru.
Vrijednost označava latino slovo L. Vrijednost u joulama mjeri se za 1 kg.
Koliko energije zahtijeva voda?
Specifična toplina isparavanja vode mjeri se na sljedeći način: u spremnik se prelije broj N, je dovedena do vrenja. Energija potrošena na isparavanje litre vode bit će željena vrijednost.
Mjerenje što je specifična toplinaisparavanje vode, znanstvenici su bili malo iznenađeni. Za pretvorbu u plin, voda zahtijeva više energije od svih tekućina na Zemlji: cijeli niz alkohola, ukapljenih plinova, pa čak i više od metala poput žive i olova.
Tako je vrućina isparavanja vode bila jednaka 2.26 mJ / kg. Za usporedbu:
- u živu, 0,282 mJ / kg;
- olovo - 0,855 mJ / kg.
A što ako naprotiv?
A što će se dogoditi ako preokrenemo proces,kako bi se tekućina kondenzirala? Ništa posebno događa zakon o potvrdi o očuvanju energije: kondenzacija kilograma tekućine iz pare oslobađa potpuno istu količinu topline koja je potrebna da se provedu na to okrenuo u paru. Stoga se često događa u tabelama, izraz „entalpiju isparavanja.”
Usput, činjenica da se tijekom isparavanja topline apsorbira, uspješno se koristi u domaćoj i industrijskoj opremi za stvaranje umjetne hladnoće.
