a víz állapotának megváltozása

A légköri vízgőz a környezet hőmérsékletén és nyomásán más folyékony vagy szilárd állapotra változhat, így a víz gázként távozhat az óceánokból, és folyadékként térhet vissza. A víz (és bármely anyag) állapotváltozásának folyamatai megkövetelik a hő elnyelését vagy felszabadulását. Amikor egy anyaghoz hőt adnak vagy eltávolítanak, hőmérsékleti változások lépnek fel (növekednek vagy csökkennek), ezt a hőt nevezzük érzékelhető hő, mert az objektum érzi a hozzáadott vagy elveszett hőt, ahogy a hőmérséklete változik.

változásai

Bizonyos körülmények között azonban az anyaghoz hőt adnak anélkül, hogy megváltoztatnák a hőmérsékletét, például amikor a víz elpárolog, ebben az esetben állapotváltozás vagy fázis lép fel, és a fázisváltozás előállításához szükséges hőt látens hő, mert ez a hő jelen van és használatra kész, amikor az állapotváltozási folyamat véget ér. Például, ha a vizet egy nyitott tartályban forralják normál légköri nyomáson, a hőmérséklet nem emelkedik 100 ° C fölé, függetlenül attól, hogy mennyi hőt szolgáltatnak. A víz hőmérsékletének megváltoztatása nélkül abszorbeált hő látens hő; nem veszett el, hanem arra használják, hogy a vizet gőzzé alakítsa, és energiaként tárolódik a gőzben. Amikor a gőz kondenzálódik víz képződésére, ez az energia ismét felszabadul, és érzékeny hőként visszanyeri a látens hőt. Hasonlóképpen, ha jég és víz keverékét melegítik, annak hőmérséklete addig nem változik, amíg az összes jég meg nem olvad. Az elnyelt látens hőt a jégrészecskéket összetartó erők leküzdésére használják, és energiában a vízben tárolják.

Amikor a víz napsugárzással elpárolog, a látens hőnek felhasznált hő később érzékeny hőként szabadul fel, amikor a gőz ismét vízcseppekké kondenzálódik. A látens hő felszabadulása fontos energiaforrás a viharok, hurrikánok és viharok kialakulásához. A látens hő az a hőenergia, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag kilogrammja egyik állapotból a másikba változzon, ezt J/kg vagy cal/gr értékben mérik. A víz állapotváltozásának különböző folyamataihoz látens fúziós, párolgási és szublimációs hők vannak, amelyeket az 5.4. Ábra szemléltet, és amelyeket az alábbiakban foglalunk össze.

Gőzölés vagy bepárlás .

Páralecsapódás.

Ez egy gáz folyadékká való átalakulása. A kondenzáló gázmolekulák kinetikus energiát juttatnak arra a felületre, amelyen kondenzálódnak, tehát ez egy folyamat fűtés. Amikor a légköri vízgőz cseppekké alakul, és felhőket képez, a hő felszabadul a légkörbe, ami a hőmérséklet emelkedését okozza. A légkörben egy gramm gőz vízzé történő átalakulása felszabadítja a mennyiséget Lc = 540 cal/gr, Mit látens kondenzációs hő.

Olvadás vagy olvadás.

Ez az átalakulás szilárd anyagból folyadékká (ebben az esetben a jégből vízzé). Az olvadék előállításához 80 kalória energiát kell adni a jéghez as látens fúziós hő, Lf = 80 cal/gr.

Megszilárdulás vagy fagyasztás .

Ez az állapotváltás folyadékról szilárdra (vízről jégre). Amikor egy gramm víz jéggé fagy, az olvadásban felhasznált 80 kalória felszabadul a környezetbe, mint pl látens megszilárdulási hő, Lf = 80 cal/gr.

Szublimáció.

Ez a szilárd anyagból a gázba történő közvetlen átalakulás, anélkül, hogy a folyékony fázison átmenne. Ebben a folyamatban 620 kalória energiát kell hozzáadni a jéghez, hogy gőzzé alakuljon, mint pl a szublimáció látens hője, Ls = 620 cal/gr.

Lerakódás.

Ez közvetlen átalakulás gázból szilárdtá (gőzből jéggé). Ebben a folyamatban az energia felszabadul látens lerakódási hő, Ls = 620 cal/gr.

Forró.

Ez egy olyan folyamat, amelyben a folyadék átjut a folyadék belsejében lévő gáz állapotába, ahol a gáz koncentrálódva buborékokat képez, amelyek a felszínre úsznak, és onnan a szomszédos levegőbe jutnak. A buborékok belsejében lévő nyomásnak nagynak kell lennie a környező víz nyomásának legyőzéséhez. Ha a légköri nyomás növekszik, a forráspont hőmérséklete emelkedik, és fordítva. Amikor magasabbra emelkedünk a tengerszint felett, a víz alacsonyabb hőmérsékleten forral fel, mert a nyomás csökken. Az ételeket azonban akkor készítik, amikor a víz hőmérséklete magas, és nem a forrás hőmérséklet miatt, ezért nagyobb magasságban tovább kell várni az étel elkészítésére. A forralás hűtési folyamat, normál körülmények között a 100 ° C-on forró víz ugyanazzal a sebességgel hűl, amellyel a hőforrás felmelegíti, különben a víz hőmérséklete mindig növekszik a hő alkalmazásával. Röviden: a víz állapotának szilárdról folyékonyra és folyadékról gázra történő megváltoztatásához energiát kell hozzáadni, és fordítva a fordított folyamatban, amint azt az ábra diagramja mutatja.