Теплота парообразования как обозначается
Удельная теплота парообразования – формула и таблица единиц
Если жидкость разогреть до температуры кипения, то начнется процесс парообразования. Молекулы жидкости, получив дополнительную энергию, отрываются от поверхности и переходят в газообразное состояние. Это явление называется парообразованием. Обратный процесс, когда молекулы пара, потеряют излишки энергии и снова перейдут в жидкое состояние, называется конденсацией.
Удельная теплота парообразования
Удельной теплотой парообразования называется физическая величина равная количеству тепла, которое необходимо потратить, чтобы превратить жидкость массой 1 кг в пар. Обозначают эту единицу латинской буквой L. Формула удельной теплоты парообразования выглядит так:
Q — количество тепла израсходованное на преобразование жидкости в пар, Дж;
m — масса жидкости, кг.
Значения L для разных веществ определяют экспериментально.
Зная L, можно вычислить количество тепла Q, которое необходимо сообщить телу массой m для его полного преобразования в пар:
Рис. 1. Переход жидкого состояния вещества в пар.
В каких единицах измеряется удельная теплота парообразования
Удельная теплота парообразования в СИ (Международная система ) измеряется в джоулях на килограмм, Дж/кг. Для некоторых задач применяется внесистемная единица измерения – килокалория на килограмм, ккал/кг. Напомним, что 1 ккал = 4,1868 Дж.
После достижения точки кипения (температуры кипения) температура не возрастает, хотя тепло непрерывно поступает. Это объясняется тем, что после закипания почти все тепло идет на создание пара — разрыв молекулярных связей и отрыв от поверхности жидкости.
Рис. 2. График зависимости температуры от времени нагрева
Удельная теплота парообразования некоторых веществ
Информацию о значениях удельной теплоты парообразования для конкретного вещества можно найти в технических справочниках или в их электронных версиях на интернет-ресурсах. Обычно они приводятся в виде такой таблицы “Удельная теплота парообразования, L”
Удельная теплота парообразования и конденсации
Содержание
Твердые кристаллические вещества переходят в жидкое состояние посредством плавления. Чтобы расплавить вещество, необходимо сообщить ему некоторое количество теплоты. И, наоборот, при кристаллизации (переходе жидкости в твердое состояние) энергия выделяется в окружающую среду.
Проведем аналогию с переходом жидкости в пар. Этот переход может быть осуществлен двумя способами: испарением или кипением. Кипение является тем же испарением, но более интенсивным. Очевидно, что для того, чтобы происходил процесс кипения, жидкости необходимо сообщать какое-то количество теплоты. Это количество теплоты будет идти на образование пара.
В данном уроке мы познакомимся с новым определением — удельной теплотой парообразования и конденсации. Вы узнаете формулу для расчета количества теплоты, необходимого для парообразования жидкости и научитесь ею пользоваться.
Удельная теплота парообразования
Вы уже знаете, что кипение происходит при определенной для каждой жидкости температуре. Количество теплоты, которое потребуется сообщить этим жидкостям одинаковой массы для превращения их в пар тоже будет различно.
Удельная теплота парообразования некоторых жидкостей
В таблице 1 приведены экспериментально полученные величины удельной теплоты парообразования некоторых жидкостей.
| Вещество | $L, \frac<Дж><кг>$ |
| Вода | $2.3 \cdot 10^6$ |
| Аммиак (жидкий) | $1.4 \cdot 10^6$ |
| Спирт | $0.9 \cdot 10^6$ |
| Эфир | $0.4 \cdot 10^6$ |
| Ртуть | $0.3 \cdot 10^6$ |
| Воздух (жидкий) | $0.2 \cdot 10^6$ |
Таблица 1. Удельная теплота парообразования некоторых веществ (при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении)
Обратите внимание, что удельная теплота парообразования показывает количество теплоты, необходимое для превращения жидкости, взятой при ее температуре кипения, в пар.
Удельная теплота конденсации
Нужно ли сообщать пару энергию при его конденсации? Давайте рассмотрим простой опыт (рисунок 1).
Нальем в сосуд воду и закроем его пробкой. Через пробку проведем трубку и направим ее на кусочек охлажденного стекла. Доведем воду до кипения с помощью горелки.
Пар, поднимающийся над кипящей водой, будет конденсироваться, соприкасаясь с холодным стеклом. Если мы дотронемся до стекла, то обнаружим, что оно очень сильно нагрелось.
Так энергия пара передается стеклу. В результате этой потери энергии пар конденсируется. Если бы температура стекла была равна температуре пара, то теплопередача бы не происходила, и конденсат не образовывался бы.
Это говорит о том, что при конденсации пар отдает, выделяет энергию.
Более точные опыты также показывают, что
Конденсируясь, пар отдает то количество энергии, которое пошло на его образование.
Это довольно большая энергия, поэтому человечество стремится ее использовать. Например, на крупных тепловых электростанциях паром, который уже прошел через турбины, нагревают воду. Ее, в свою очередь, используют для отопления зданий и бытовых нужд.
Расчет количества теплоты, необходимого для парообразования
Из этой формулы при расчетах мы можем выражать массу ($m = \frac
Примеры задач
Дано:
$m = 2 \space кг$
$t_1 = 20 \degree C$
$t_2 = 100 \degree C$
$c = 4200 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$L = 2.3 \cdot 10^6 \frac<Дж><кг>$
Показать решение и ответ
Решение:
$Q_1 = 4200 \frac<Дж> <кг \cdot \degree C>\cdot 2 \space кг \cdot (100 \degree C — 20 \degree C) = 8400 \frac<Дж> <\degree C>\cdot 80 \degree C = 672 \space 000 \space Дж \approx 0.7 \cdot 10^6 \space Дж$.
$Q_2 = 2.3 \cdot 10^6 \frac<Дж> <кг>\cdot 2 \space кг = 4.6 \cdot 10^6 \space Дж$.
Рассчитаем общее количество энергии, которое нам потребуется:
$Q = Q_1 + Q_2 = 0.7 \cdot 10^6 \space Дж + 4.6 \cdot 10^6 \space Дж = 5.3 \cdot 10^6 \space Дж$.
Дано:
$m = 2 \space кг$
$t_1 = 100 \degree C$
$t_2 = 0 \degree C$
$c = 4200 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$L = 2.3 \cdot 10^6 \frac<Дж><кг>$
Решение:
$Q_1 = Lm$.
$Q_1 = 2.3 \cdot 10^6 \frac<Дж> <кг>\cdot 2 \space кг = 4.6 \cdot 10^6 \space Дж$.
$Q_2 = cm (t_1 — t_2)$.
$Q_2 = 4200 \frac<Дж> <кг \cdot \degree C>\cdot 2 \space кг \cdot (100 \degree C — 0 \degree C) = 8400 \frac<Дж> <\degree C>\cdot 100 \degree C = 840 \space 000 \space Дж \approx 0.8 \cdot 10^6 \space Дж$.
$Q = 4.6 \cdot 10^6 \space Дж + 0.8 \cdot 10^6 \space Дж= 5.4 \cdot 10^6 \space Дж$.
Дано:
$V = 0.5 \space л$
$\rho = 1000 \frac<кг><м^3>$
$L = 2.3 \cdot 10^6 \frac<Дж><кг>$
СИ:
$0.5 \cdot 10^ <-3>\space м^3$
Посмотреть решение и ответ
Решение:
Массу мы можем выразить через плотность и объем:
$m = \rho V$.
Тогда наша формула примет вид:
$Q = L\rho V$.
$Q = 2.3 \cdot 10^6 \frac<Дж> <кг>\cdot 1000\frac<кг> <м^3>\cdot 0.5 \cdot 10^ <-3>\space м^3 = 2.3 \cdot 10^6 \frac<Дж> <кг>\cdot 0.5 \space кг = 1.15 \cdot 10^6 \space Дж$.
Теплота парообразования
Теплота парообразования вещества — количество теплоты, необходимое для перевода 1 моля вещества в состояние пара при температуре кипения. Измеряется в Джоулях.
В технике часто используют удельную теплоту парообразования, которая измеряется в Джоулях/кг, что более практично для расчётов.
Смотреть что такое «Теплота парообразования» в других словарях:
теплота парообразования — (теплота кипения), количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу при постоянных давлении и температуре, чтобы перевести его из жидкого состояния в газообразное (в пар). Теплоту парообразования единицы массы вещества называют удельной… … Энциклопедический словарь
ТЕПЛОТА ПАРООБРАЗОВАНИЯ — (теплота кипения) количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу при постоянных давлении и температуре, чтобы перевести его из жидкого состояния в газообразное (в пар). Теплоту парообразования единицы массы вещества называют удельной… … Большой Энциклопедический словарь
теплота парообразования — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN vaporization heatheat of vaporization … Справочник технического переводчика
Теплота парообразования — – количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества при постоянных давлении и температуре, чтобы перевести его из жидкого состояния в газообразное (в пар). [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
теплота парообразования — garavimo šiluma statusas T sritis chemija apibrėžtis Šilumos kiekis, reikalingas skysčiui išgarinti. atitikmenys: angl. evaporation heat; heat of vaporization; vaporization heat rus. теплота испарения; теплота парообразования ryšiai: sinonimas –… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
теплота парообразования — garavimo šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. evaporation heat; vaporization heat vok. Dampfbildungswärme, f; Verdampfungswärme, f rus. теплота испарения, f; теплота парообразования, f pranc. chaleur de vaporisation, f; chaleur… … Fizikos terminų žodynas
ТЕПЛОТА ПАРООБРАЗОВАНИЯ — (теплота кипения), кол во теплоты, к рое необходимо сообщить в ву при постоянных давлении и темп ре, чтобы перевести его из жидкого состояния в газообразное (в пар). Т. п. единицы массы в ва наз. удельной Т. п … Естествознание. Энциклопедический словарь
теплота парообразования — скрытая теплота испарения … Cловарь химических синонимов I
удельная теплота парообразования — savitoji garavimo šiluma statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garavimo šiluma, padalyta iš skysčio masės. atitikmenys: angl. specific heat of evaporation vok. spezifische Verdampfungswärme, f rus. удельная теплота парообразования, f pranc.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
скрытая теплота парообразования — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN latent heat of vaporizationHfg … Справочник технического переводчика
Удельная теплота парообразования
Знаете ли вы, какова температура варящегося супа? 100 ˚С. Ни больше, ни меньше. При той же температуре закипает чайник, и варятся макароны. Что это значит?
Почему при постоянном подогреве кастрюльки или чайника горящим газом температура воды внутри не подымается выше ста градусов? Дело в том, что когда вода достигает температуры в сто градусов, вся поступающая тепловая энергия расходуется на переход воды в газообразное состояние, то есть испарение. До ста градусов испарение происходит в основном с поверхности, а достигнув этой температуры, вода закипает. Кипение – это тоже испарение, но только по всему объему жидкости. Пузырьки с горячим паром образуются внутри воды и, будучи легче воды, эти пузырьки вырываются на поверхность, а пар из них улетучивается в воздух.
До ста градусов температура воды при нагревании растет. После ста градусов при дальнейшем нагревании будет расти температура водяного пара. А вот пока вся вода не выкипит при ста градусах, ее температура не повысится, сколько энергии не прикладывай. Куда девается эта энергия, мы уже разобрались – на переход воды в газообразное состояние. Но раз существует такое явление, значит должна быть описывающая это явление физическая величина. И такая величина существует. Называется она удельной теплотой парообразования.
Удельная теплота парообразования воды
Удельная теплота парообразования – это физическая величина, которая показывает количество теплоты, нужное, чтобы превратить жидкость массой 1 кг в пар при температуре кипения. Обозначается удельная теплота парообразования буквой L. А единицей измерения является джоуль на килограмм (1 Дж/кг).
Удельную теплоту парообразования можно найти из формулы:
где Q – это количество теплоты,
m – масса тела.
Кстати, формула такая же, как и для расчета удельной теплоты плавления, разница лишь в обозначении. λ и L
Опытным путем найдены значения удельной теплоты парообразования различных веществ и составлены таблицы, откуда можно найти данные для каждого вещества. Так, удельная теплота парообразования воды равна 2,3*106 Дж/кг. Это означает, что на каждый килограмм воды необходимо потратить количество энергии, равное 2,3*106 Дж, чтобы превратить ее в пар. Но при этом вода должна уже обладать температурой кипения. Если вода изначально была более низкой температуры, то необходимо рассчитать еще то количество теплоты, которое потребуется для подогрева воды до ста градусов.
В реальных условиях часто требуется определить количество теплоты, необходимое для превращения в пар определенной массы какой-либо жидкости, поэтому чаще приходится иметь дело с формулой вида: Q=Lm, а значения удельной теплоты парообразования для конкретного вещества берут из готовых таблиц.
Удельная теплота парообразования
Всего получено оценок: 122.
Всего получено оценок: 122.
Если жидкость разогреть до температуры кипения, то начнется процесс парообразования. Молекулы жидкости, получив дополнительную энергию, отрываются от поверхности и переходят в газообразное состояние. Это явление называется парообразованием. Обратный процесс, когда молекулы пара, потеряют излишки энергии и снова перейдут в жидкое состояние, называется конденсацией.
Удельная теплота парообразования
Удельной теплотой парообразования называется физическая величина равная количеству тепла, которое необходимо потратить, чтобы превратить жидкость массой 1 кг в пар. Обозначают эту единицу латинской буквой L. Формула удельной теплоты парообразования выглядит так:
Q — количество тепла израсходованное на преобразование жидкости в пар, Дж;
m — масса жидкости, кг.
Значения L для разных веществ определяют экспериментально.
Зная L, можно вычислить количество тепла Q, которое необходимо сообщить телу массой m для его полного преобразования в пар:
В каких единицах измеряется удельная теплота парообразования
Удельная теплота парообразования в СИ (Международная система ) измеряется в джоулях на килограмм, Дж/кг. Для некоторых задач применяется внесистемная единица измерения – килокалория на килограмм, ккал/кг. Напомним, что 1 ккал = 4,1868 Дж.
После достижения точки кипения (температуры кипения) температура не возрастает, хотя тепло непрерывно поступает. Это объясняется тем, что после закипания почти все тепло идет на создание пара — разрыв молекулярных связей и отрыв от поверхности жидкости.
Удельная теплота парообразования некоторых веществ
Информацию о значениях удельной теплоты парообразования для конкретного вещества можно найти в технических справочниках или в их электронных версиях на интернет-ресурсах. Обычно они приводятся в виде такой таблицы “Удельная теплота парообразования, L”