Удельная теплота парообразования
Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты нужно передать единице массы жидкости, чтобы превратить её в пар при постоянной температуре. Для разных жидкостей эта величина различна и зависит от вещества.
Парообразование — это переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Оно может происходить при любой температуре с поверхности жидкости — это испарение, — или во всём объёме жидкости при определённых условиях — кипение. При парообразовании жидкость получает энергию на преодоление притяжения между её молекулами.
Формула
Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой \(m\) в пар при постоянной температуре, вычисляют по формуле:
Отсюда удельная теплота парообразования равна \(L=\frac{Q}{m}\). Чем больше \(L\), тем больше энергии требуется для превращения одинаковой массы вещества в пар. Значения удельной теплоты парообразования обычно находят в таблицах и используют при расчёте теплоты парообразования.
Для испарения \(2\ \text{кг}\) воды при постоянной температуре требуется \(4{,}6\cdot10^6\ \text{Дж}\). Тогда \(L=\frac{Q}{m}=\frac{4{,}6\cdot10^6}{2}=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж/кг}\). Это означает, что для испарения \(1\ \text{кг}\) воды в данных условиях нужно \(2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж}\).
Удельная теплота парообразования относится к переходу жидкости в пар и измеряется в Дж/кг. Удельная теплота плавления относится к переходу твёрдого вещества в жидкость. При нагревании жидкости до температуры кипения сначала используют формулу \(Q=cm\Delta t\), а затем для самого парообразования — \(Q=Lm\).
Как изменится количество теплоты для полного испарения жидкости, если её массу увеличить в 3 раза, а температура и вещество останутся теми же?
Главное
- Удельная теплота парообразования \(L\) — теплота, необходимая для превращения \(1\ \text{кг}\) жидкости в пар при постоянной температуре.
- Основная формула: \(Q=Lm\); единица измерения \(L\) — Дж/кг.
- Не следует смешивать теплоту нагревания жидкости, \(Q=cm\Delta t\), и теплоту её парообразования, \(Q=Lm\).