Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно!
Удельная теплота испарения и конденсации. Физические величины
1506

Удельная теплота испарения и конденсации. Физические величины

Содержание:





Для поддержания кипения жидкости её необходимо нагревать – подводить тепловую энергию от огня или нагревательного прибора. Температура вещества и сосуда при этом не повышаются, вместо этого жидкость превращается в пар – переходит в газообразное состояние. (можно ссылку на агрегатные состояния вещества) Удельная теплота испарения – количество передаваемой системе энергии, необходимо для поддержания процесса. Зависит от жидкости, внешних условий, при которых она кипит, в первую очередь, давления. 

Удельная теплоемкость парообразования

Величина показывает, сколько тепла необходимо жидкости для её преобразования в газообразное состояние. Измеряется в джоулях на килограмм вещества – Дж/кг.

По закону сохранения энергии, получается, что во время конденсации паров выделяется потраченное на испарение вещества количество энергии. Для подтверждения проводится опыт. В стакан с водой опускается трубка, соединённая со вторым сосудом, где подогревается вода. Пока по трубке в стакан поступает подогретый воздух, показатели термометра практически не изменяются.

Когда вследствие нагрева испаряется вода, пар попадает в трубку, где конденсируется с выделением теплоты, ведь показатели термометра растут. Получается, вода из пара превращается в жидкое состояние с выделением тепловой энергии.

Когда вследствие нагрева испаряется вода, пар попадает в трубку, где конденсируется с выделением теплоты, ведь показатели термометра растут. Получается, вода из пара превращается в жидкое состояние с выделением тепловой энергии.

Количество выделяемого тепла равняется внутренней энергии тела: Q = ΔU. Энергия колебания молекул пропорциональна температуре. Величина изменения энергии тела или жидкости равняется сумме изменению теплоты каждой молекулы или атома вещества. Отсюда удельную теплоту парообразования находят по выражению:

Q = ΔU = cmΔT, здесь:

  • ΔT – разница температур;
  • m – масса вещества;
  • c – удельная теплоёмкость вещества.

c = Q / mΔT, измеряется в Дж / кг*К. Показывает, сколько теплоты нужно для нагревания 1 кг вещества на 1 К. 

Удельная теплота испарения указывается для жидкости при её постоянном объёме, ведь зависит от условий теплопередачи – работы, сопровождающей процесс испарения. Одинаковая энергия, переданная системе, по-разному изменит его внутреннюю энергию и, соответственно, температуру.

Обозначение удельной теплоты парообразования осуществляется буквой L. По значению величина прямо пропорциональна потраченной на трансформацию – изменение состояния вещества – энергии и обратно пропорциональна его массе:

L= Q / m.

В физике измеряется в Дж/кг, в химии сводится к количеству вещества – моль/кг.

Для закипающей при температуре 100 °C воды удельная теплота парообразования равняется 2260 Дж/кг.



Задача

Для испарения 1,2 кг жидкости потребовалось ~1005 Дж тепловой энергии. Какое вещество нагревалось в колбе?

Теплота парообразования вычисляется по формуле: L= Q / m. Подставляем значения в готовую пропорцию и проводим вычисления.

L = 1005 / 1,2 = 837,5 Дж/кг. Воспользуемся таблицей удельной теплоты парообразования.

Вещество Температура кипения, С0 Удельная теплота парообразования/конденсации, кДж/кг
Вода 100 2260
Водород -252,6 448
Азот -195,8 199
Аммиак -33,4 1370
Диэтиловый спирт 34,6 380
Этиловый спирт 78,4 837
Ртуть 357 282

В ней полученному значению соответствует этиловый спирт.

Поделитесь в социальных сетях:
22 октября 2021, 12:13


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».
×
×