Ciepło utajone a ciepło jawne
Kiedy energia systemu zmienia się z powodu różnicy temperatur między systemem a jego otoczeniem, mówimy, że energia została przekazana jako ciepło (q). Przenikanie ciepła odbywa się od temperatury wysokiej do niskiej, zgodnie z gradientem temperatury.
Ciepło
Kiedy substancja przechodzi przemianę fazową, energia jest absorbowana lub uwalniana w postaci ciepła. Ciepło utajone to ciepło, które jest absorbowane lub uwalniane przez substancję podczas przemiany fazowej. Te zmiany ciepła nie powodują zmian temperatury, ponieważ są one wchłaniane lub uwalniane. Zmiana fazy oznacza, że ciało stałe przechodzi w fazę gazową lub ciecz przechodzi w fazę stałą lub odwrotnie. Jest konwersją spontaniczną i zachodzi w temperaturze charakterystycznej dla danego ciśnienia. Zatem dwie formy ciepła utajonego to utajone ciepło topnienia i utajone ciepło parowania. Podczas topienia lub zamrażania zachodzi utajone ciepło topnienia. A utajone ciepło parowania ma miejsce podczas wrzenia lub kondensacji. Zmiana fazy uwalnia ciepło (egzotermiczne) podczas przemiany gazu w ciecz lub cieczy w ciało stałe. Przemiana fazowa pochłania energię / ciepło (endotermiczne) podczas przechodzenia ze stanu stałego w ciekły lub z cieczy w gaz. Na przykład w stanie pary cząsteczki wody są wysokoenergetyczne. I nie ma międzycząsteczkowych sił przyciągania. Poruszają się jako pojedyncze cząsteczki wody. W porównaniu z tym cząsteczki wody w stanie ciekłym mają niskie energie. Jednak niektóre cząsteczki wody są zdolne do ucieczki do stanu pary, jeśli mają wysoką energię kinetyczną. W normalnej temperaturze zachodzi równowaga między stanem pary a cząsteczkami wody w stanie ciekłym. Jednak podczas ogrzewania w temperaturze wrzenia większość cząsteczek wody zostanie uwolniona do stanu pary. Tak więc, gdy cząsteczki wody parują, wiązania wodorowe między cząsteczkami wody muszą zostać zerwane. Do tego potrzebna jest energia, która jest znana jako utajone ciepło parowania. W przypadku wody ta zmiana fazowa zachodzi w temperaturze 100 ° C (temperatura wrzenia wody). Jednak gdy ta zmiana fazowa zachodzi w tej temperaturze, cząsteczki wody pochłaniają energię cieplną, aby zerwać wiązania, ale nie spowoduje to większego wzrostu temperatury.
Ciepło właściwe oznacza ilość energii cieplnej potrzebnej do całkowitego przekształcenia fazy w inną fazę jednostkowej masy substancji.
Ciepło jawne
Ciepło jawne jest formą przekazywania energii podczas reakcji termodynamicznej, która powoduje zmianę temperatury. Ciepło jawne substancji można obliczyć za pomocą następującego wzoru.
Q = mc∆T
Q = ciepło jawne
M = masa substancji
C = ciepło właściwe
∆T = zmiana temperatury spowodowana energią cieplną
Jaka jest różnica między ciepłem utajonym a ciepłem jawnym?
• Ciepło utajone nie wpływa na temperaturę substancji, natomiast ciepło jawne wpływa na temperaturę i powoduje jej wzrost lub spadek.
• Ciepło utajone jest absorbowane lub uwalniane podczas zmiany fazy. Ciepło jawne to ciepło uwolnione lub pochłonięte podczas dowolnego procesu termodynamicznego innego niż przemiany fazowe.
• Np. Podczas podgrzewania wody o temperaturze od 25 ° C do 100 ° C dostarczona energia spowodowała wzrost temperatury. Dlatego to ciepło nazywa się ciepłem jawnym. Ale kiedy woda o temperaturze 100 ° C wyparowuje, nie powoduje to wzrostu temperatury. Ciepło pochłonięte w tym momencie nazywane jest ciepłem utajonym.
