Utajone ciepło topnienia, parowania, krzepnięcia i kondensacji



The utajone ciepło jest tym, który nie „czuje”, ponieważ reprezentuje energię cieplną, która jest uwalniana lub absorbowana podczas zmiany fazy, bez zwiększania lub zmniejszania temperatury układu termodynamicznego. Istnieje kilka rodzajów utajonego ciepła, które podlegają zmianom fazy substancji.

Rodzaje ciepła utajonego to utajone ciepło topnienia, parowanie, krzepnięcie i kondensacja. Innymi słowy, te wartości są jednostkami ciepła na masę, które są wymagane do osiągnięcia zmiany fazy. W dziedzinie termodynamiki powszechne jest badanie wymiany ciepła i efektów termicznych.

Efekty te są zaangażowane w każdy proces, nawet w tych, które występują w stałej temperaturze. Dwa rodzaje ciepła, które mogą być przenoszone na ciało lub substancję i otaczające środowisko podczas procesu są następnie obserwowane, które są regulowane przez indywidualne właściwości danej substancji: ciepło rozsądny i ciepło ukryty.

Rozsądne ciepło odnosi się do ciepła, które jest "poczuć ” lub mierzone w procesie poprzez zmiany temperatury ciała. Natomiast ciepło utajone odnosi się do momentu, w którym energia jest absorbowana lub uwalniana bez generowania zmian temperatury.

Indeks

  • 1 Utajone ciepło syntezy jądrowej
  • 2 Utajone ciepło parowania
  • 3 Utajone ciepło krzepnięcia
  • 4 Utajone ciepło kondensacji
  • 5 referencji

Utajone ciepło syntezy jądrowej

Fuzja jest procesem fizycznym, który jest reprezentowany jako przemiana fazowa substancji z ciała stałego w ciecz. Dlatego utajone ciepło fuzji substancji lub entalpii topnienia jest zmianą entalpii, która wynika z absorpcji energii i która prowadzi daną substancję do przejścia ze fazy stałej do fazy ciekłej przy stałym ciśnieniu.

Temperatura, w której następuje to przejście, nazywana jest temperaturą topnienia, a ciśnienie przyjmuje się jako 1 atm lub 101 325 kPa, w zależności od zastosowanego systemu.

Dzięki różnicy sił międzycząsteczkowych cząsteczki w fazie ciekłej mają wyższą energię wewnętrzną niż ciało stałe, więc ciała stałe wymagają dodatniej energii (pochłaniają ciepło), aby je stopić i dotrzeć do cieczy, podczas gdy ciecze muszą uwolnić ciepło do zamrożenia (zestalenia).

Ta zmiana entalpii może być zastosowana do dowolnej ilości substancji osiągającej stopienie, bez względu na to, jak małe, i jest wartością stałą (taką samą ilością energii), która jest wyrażona w jednostkach kJ / kg, gdy chcesz odnieść się do jednostek ciasta.

Jest to zawsze ilość dodatnia, z wyjątkiem helu, co oznacza, że ​​hel zamarza z absorpcją ciepła. Wartość topnienia utajonego ciepła dla wody wynosi 333,55 kJ / kg.

Utajone ciepło parowania

Nazywana również entalpią parowania, jest ilością energii, która musi być dodana do substancji w fazie ciekłej, aby mogła przejść do fazy gazowej. Ta wartość jest funkcją ciśnienia, przy którym następuje transformacja.

Zazwyczaj wiąże się to z normalną temperaturą wrzenia substancji, to znaczy z temperaturą wrzenia, jaką ma ona, gdy ciśnienie pary cieczy jest równe ciśnieniu atmosferycznemu na poziomie morza (1 atm).

Ciepło parowania zależy od temperatury, chociaż można założyć, że pozostaje ono stałe w niskich zakresach temperatur iw temperaturach znacznie niższych niż jeden.

Ponadto ważne jest, aby pamiętać, że ciepło parowania zmniejsza się w wysokich temperaturach, aż do osiągnięcia tak zwanej temperatury krytycznej substancji, gdzie są zrównane. Powyżej temperatury krytycznej fazy pary i cieczy stają się nierozróżnialne, a substancja staje się stanem płynu nadkrytycznego.

Matematycznie wyraża się to jako wzrost energii fazy gazowej w porównaniu z energią w fazie ciekłej, a także pracę, którą należy zastosować w stosunku do ciśnienia atmosferycznego.

Pierwszym terminem (wzrost energii) będzie energia, która będzie potrzebna do przezwyciężenia oddziaływań międzycząsteczkowych występujących w cieczy, gdzie substancje o wyższych siłach między wiązaniami (na przykład woda) będą miały wyższe utajone temperatury parowania (2257 kJ / kg). ) niż te z małą siłą między ich ogniwami (21 kJ / kg).

Utajone ciepło krzepnięcia

Utajone ciepło krzepnięcia jest ciepłem zaangażowanym w przemianę fazową substancji z ciekłej na stałą. Jak wspomniano wcześniej, cząsteczki substancji w fazie ciekłej mają większą energię wewnętrzną niż cząstki stałe, więc w zestaleniu energia jest uwalniana zamiast ją absorbować, tak jak w fuzji.

Zatem w systemie termodynamicznym można powiedzieć, że utajone ciepło krzepnięcia jest przeciwieństwem ciepła topnienia, ponieważ zaangażowana energia jest uwalniana na zewnątrz, gdy następuje zmiana fazy.

Oznacza to, że jeśli wartość ciepła utajonego topniejącej wody wynosi 333,55 kJ / kg, wówczas wartość ciepła utajonego krzepnięcia lub zamarzania wody wynosi -333.55 kJ / kg..

Utajone ciepło kondensacji

Utajone ciepło kondensacji występuje wtedy, gdy następuje zmiana fazy z substancji gazowej na ciecz, jak w przypadku pary wodnej.

Jeśli chodzi o energię każdej cząsteczki, w gazach jest ona nawet wyższa niż w cieczach, więc występuje również uwalnianie energii podczas przechodzenia z pierwszej fazy do drugiej.

Ponownie, można powiedzieć, że wartość utajonego ciepła kondensacji będzie taka sama jak wartość parowania, ale z wartością ujemną. Następnie wartość utajonego ciepła kondensacji dla wody będzie równa -2257 kJ / kg.

W wyższych temperaturach ciepło kondensacji zmniejszy się, a temperatura wrzenia wzrośnie.

Referencje

  1. Utajone ciepło. (s.f.). Źródło z en.wikipedia.org
  2. Smith, J.M., Van Ness, H.C. i Abbott, M.M. (2007). Wprowadzenie do termodynamiki inżynierii chemicznej. Meksyk: McGraw-Hill.
  3. Levine, I. (2002). Chemia fizyczna Madryt: McGraw-Hill.
  4. Moc, N. (s.f.). Energia jądrowa. Pobrane z nuclear-power.net
  5. Elert, G. (s.f.). Fizyka Hypertextbook. Źródło z physics.info