Ciepło utajone: co to jest, formuła i ćwiczenia

Ciepło utajone: co to jest, formuła i ćwiczeniaBrytyjski chemik Joseph Black wprowadził pojęcie ciepła utajonego między 1750 a 1762 rokiem. Pochodzi ono od łacińskiego latere („obok”).

Specyficzne ciepło utajone (L) definiuje się jako ilość energii cieplnej (ciepło, Q), która jest absorbowana lub uwalniana, gdy ciało jest poddawane działaniu stałej temperatury.

Jest to ciepło uwalniane podczas przejścia substancji z jednego stanu fazy do drugiego, to znaczy ze stanu ciekłego do stanu stałego lub ze stanu gazowego do ciekłego.

Ciepło, zwany także ciepłem przemiany, jest wielkością fizyczną, która odnosi się do ilości ciepła, które ciało otrzymuje lub oddaje, gdy zmienia się jego stan fizyczny.

Ciepło utajone: koncepcja i rodzaje

Jako przykład możemy pomyśleć o topniejącej kostce lodu. Kiedy woda zaczyna się zmieniać ze stanu fizycznego (stałego do ciekłego), temperatura wody pozostaje taka sama w obu stanach.

Przykładem jest proces parowania, który zużywa więcej ciepła. Gdy woda osiąga punkt wrzenia, jej temperatura nie wzrasta dalej. Faktem jest, że dodatkowe ciepło dochodzi do wrzenia, to znaczy do odparowania wody. Do odparowania pewnej ilości wody potrzeba około sześciu razy więcej ciepła niż do podniesienia temperatury tej samej ilości wody od zamarzania do wrzenia.. Jeśli para zostanie następnie skroplona, ​​uwolniona zostanie taka sama ilość ciepła. Ciepło zawarte w tym procesie, które nie prowadzi do zmian temperatury, nazywane jest ciepłem utajonym (specyficznym). Zamrażanie i topienie materii są również związane z ciepłem utajonym.

·  7 mitologicznych stworzeń potężniejszych niż możesz sobie wyobrazić

Formuła

Do obliczenia ciepła utajonego stosuje się wzór:

Q = m. Ł

gdzie

Q: Ilość ciepła (cal lub J)
m: Masa (gr lub kg)
L: Ciepło utajone (cal/gr lub J/kg)

W systemie międzynarodowym (SI), ciepło utajone podawane jest w J/kg (dżul na kilogram). Ale można go również zmierzyć w cal/gr (kalorii na gram).

Zauważ, że ciepło utajone może mieć wartości ujemne lub dodatnie. Dlatego, jeśli substancja oddaje ciepło, jej wartość będzie ujemna (proces egzotermiczny). Dzieje się tak podczas krzepnięcia i upłynniania.

Z drugiej strony, jeśli odbiera ciepło, wartość jest dodatnia (proces endotermiczny). Dzieje się tak podczas topienia i parowania.

Najczęstszymi typami procesów w stałej temperaturze są przemiany fazowe: topienie, zamrażanie, parowanie lub kondensacja.. Energia jest uważana za „ukrytą”, ponieważ jest zasadniczo ukryta w cząsteczkach, dopóki nie nastąpi przejście fazowe. Jest „specyficzny”, ponieważ jest wyrażony w jednostkach energii na jednostkę masy. Najczęstszymi jednostkami utajonego ciepła właściwego są dżule na gram (J/g) i kilodżule na kilogram (kJ/kg).

Ciepło utajone i ciepło jawne to dwa rodzaje wymiany ciepła między obiektem a jego otoczeniem. Zestawiono tabele dla utajonego ciepła stapiania i utajonego ciepła parowania. Ciepło pozorne z kolei zależy od składu ciała.

  • utajone ciepło topnienia.
  • Utajone ciepło parowania.
  • ciepło jawne.

ciepło utajone odparowane

Ciepło utajone parowania to ciepło pochłonięte lub uwolnione podczas parowania substancji z fazy ciekłej do fazy gazowej w stałej temperaturze..

·  bilans jonowy

W cieple utajonym następuje zmiana stanu fizycznego. Oznacza to, że substancja może przejść ze stanu stałego w ciecz, z cieczy w gaz i odwrotnie.

Kiedy zmiana następuje z fazy ciekłej do fazy gazowej, ciepło utajone nazywane jest ciepłem parowania (Lv)..

Ciepło utajone parowania wody wynosi 540 kcal/g. Oznacza to, że do odparowania 540 g wody w temperaturze 1°C potrzeba 100 kcal.

W tym przypadku ilość wymaganego ciepła (Q) jest proporcjonalna do masy substancji (m):

P = Poz. m

gdzie

Lv: Stała
Q = energia cieplna
m = masa
Lv = Ciepło parowania

Ciepło właściwe

Ciepło właściwe to ciepło pochłonięte lub uwolnione, gdy substancja topi się, w którym faza zmienia się ze stałej w ciekłą w stałej temperaturze..

Ciepło właściwe to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury 1 g elementu o 1°C. Każdy element ma określone ciepło.

Oblicza się go według wzoru:

c = Q/m. Δθoc = C/m

gdzie
c: Ciepło właściwe (cal/g °C lub J/kg.⁰C)
Q: Ilość ciepła (cal lub J)
m: Masa (gr lub kg)
: Zakres temperatur (°C lub kg)
C: Pojemność cieplna (cal/°C lub J/k)

W przeciwieństwie do ciepła utajonego, ciepło właściwe uwzględnia zmienność temperatury (temperatura końcowa minus temperatura początkowa), która występuje w ciele.

ciepło jawne

Chociaż ciepło jawne jest często nazywane ciepłem utajonym, nie jest to sytuacja stałej temperatury i przejścia fazowego. Ciepło jawne odzwierciedla przenoszenie ciepła między substancją a otoczeniem.. Jest to ciepło, które można „odczuć” jako zmianę temperatury przedmiotu.

Oprócz ciepła właściwego ciepło jawne powoduje również zmiany temperatury. Jest to inna wielkość niż ciepło utajone, ponieważ zmienia temperaturę, a nie zmianę stanu..

·  Auguste Comte: biografia, prace i główne idee

Przykładem jest podgrzewanie metalowego pręta. Efekt będzie obserwowany przez wzrost temperatury materiału, jednak jego stan stały nie ulega zmianie.

Aby obliczyć ciepło jawne stosuje się następujący wzór:

Q = mc Δθ

Q: Ilość ciepła jawnego (cal lub J)
m: Masa ciała (gr lub kg)
c: Ciepło właściwe substancji (cal/°C lub J/kg.°C)
Δθ.: Zakres temperatur (°C lub K)

Ćwiczenia do egzaminu wstępnego na studia

1. Kostka lodu o masie 100 g, początkowo w temperaturze –20 °C, jest podgrzewana do wody o temperaturze 40 °C (biorąc pod uwagę: ciepło właściwe lodu 0,50 cal/g °C; ciepło właściwe wody 1.0 cal /g ° C; ciepło topnienia lodu 80 cal/g). Ilości ciepła jawnego i utajonego wymieniane w tej przemianie w kaloriach wynosiły odpowiednio:

a) 8,000 i 5,000
b) 5,000 i 8,000
c) 5,000 i 5,000
d) 4,000 i 8,000
e) 1,000 i 4,000

2. Utajone ciepło właściwe topnienia lodu wynosi 80 cal/g. Aby stopić masę lodu o masie 80 g bez zmiany temperatury, wymagana ilość ciepła utajonego wynosi:

a) 1.0 kal
b) 6.4 kal
c) 1.0 kcal
d) 64 kcal
e) 6.4. 103 kal

3. Woda jest dostępna w temperaturze 80°C, a lód w temperaturze 0°C. 100 gramów wody o temperaturze 40°C (po zrównoważeniu) jest pożądane przez zmieszanie wody i lodu w izolującym pojemniku o znikomej pojemności cieplnej. Wiadomo, że ciepło właściwe topnienia uśpionego lodu wynosi 80 cal/g, a jawne ciepło właściwe wody wynosi 1,0 cal/g °C. Masa lodu do użycia to:

a) 5.0g
b) 12,5 g
c) 25g
d) 33g
e) 50g


ForumPc
Życie równoległe
Tarabu
Nosbi
Technogeekowie
AMeroTechnologico
BabciaNowoczesne
Chatroulette
Migliori alternatywa dla Chatroulette
Najlepsze alternatywy dla Chatroulette
15 najlepszych alternatyw na Chatroulette
Najlepsza alternatywa dla Chatroulette
Kids.youtube.com/activate: Geben Sie den Code von Ihrem Fernseher oder Telefon ein
Kids.youtube.com/activate: poznaj kod swojego telewizora lub telefonu
Komentarz résoudre les problèmes de démarrage de TLauncher
Bir kişinin doğum tarihi nasıl öğrenilir?
Czy chcesz zobaczyć motyla?