Λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης, εξάτμιση, στερεοποίηση και συμπύκνωση

Το λανθάνουσα θερμότητα είναι αυτή που δεν «αισθάνεται», επειδή αντιπροσωπεύει τη θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται ή απορροφάται κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης, χωρίς να αυξάνεται ή να μειώνεται η θερμοκρασία του θερμοδυναμικού συστήματος. Υπάρχουν διάφοροι τύποι λανθάνουσας θερμότητας, οι οποίοι διέπονται από τις αλλαγές φάσης μιας ουσίας.

Οι τύποι λανθάνουσας θερμότητας είναι η λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης, η εξάτμιση, η στερεοποίηση και η συμπύκνωση. Με άλλα λόγια, αυτές οι τιμές είναι οι μονάδες θερμότητας ανά μάζα που απαιτούνται για την επίτευξη της αλλαγής φάσης. Στον τομέα της θερμοδυναμικής, η μελέτη της μεταφοράς θερμότητας και των θερμικών αποτελεσμάτων είναι κοινή.

Αυτά τα αποτελέσματα εμπλέκονται σε οποιαδήποτε διαδικασία, ακόμα και σε εκείνες που συμβαίνουν σε σταθερή θερμοκρασία. οι δύο τύποι της θερμότητας που μπορεί να μεταφερθεί σε ένα σώμα ή ουσίας και το γύρω περιβάλλον κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας που διέπεται από τις επιμέρους ιδιότητες της ουσίας που εμπλέκονται στη συνέχεια παρατηρήθηκε: θερμότητα λογική και τη θερμότητα λανθάνουσα.

Η λογική θερμότητα αναφέρεται στη θερμότητα που είναι "αισθάνομαι " ή μετριέται στη διαδικασία μέσω αλλαγών στη θερμοκρασία του σώματος. Αντίθετα, η λανθάνουσα θερμότητα αναφέρεται στη στιγμή κατά την οποία απορροφάται ή απελευθερώνεται ενέργεια χωρίς να προκαλούνται αλλαγές θερμοκρασίας.

Ευρετήριο

• 1 Λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης
• 2 Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης
• 3 Λανθάνουσα θερμότητα στερεοποίησης
• 4 Λανθάνουσα θερμότητα συμπύκνωσης
• 5 Αναφορές

Λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης

Η σύντηξη είναι μια φυσική διαδικασία που αντιπροσωπεύεται ως η μετάβαση φάσης μιας ουσίας από στερεό σε υγρό. Ως εκ τούτου, η λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης μιας ουσίας ή η ενθαλπία σύντηξης είναι η αλλαγή της ενθαλπίας που προκύπτει από την απορρόφηση της ενέργειας και η οποία οδηγεί την υπό εξέταση ουσία να μεταβεί από τη στερεά φάση στην υγρή φάση υπό σταθερή πίεση.

Η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει αυτή η μετάβαση ονομάζεται θερμοκρασία τήξης και η πίεση θεωρείται ότι είναι 1 atm ή 101 325 kPa, ανάλογα με το σύστημα που έχει επεξεργαστεί.

Χάρη στη διαφορά στις διαμοριακές δυνάμεις, τα μόρια σε μια υγρή φάση έχουν υψηλότερη εσωτερική ενέργεια από ένα στερεό, έτσι ώστε τα στερεά να απαιτούν θετική ενέργεια (απορρόφηση θερμότητας) για να τα λειώσουν και να φτάσουν στο υγρό, ενώ τα υγρά απελευθερώστε θερμότητα για να παγώσει (στερεοποιηθεί).

Αυτή η αλλαγή ενθαλπίας μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε ποσότητα ουσίας που φθάνει στην τήξη, ανεξάρτητα από το πόσο μικρή και είναι μια σταθερή τιμή (η ίδια ποσότητα ενέργειας) που εκφράζεται σε μονάδες kJ / kg όταν θέλετε να αναφερθώ σε μονάδες της ζύμης.

Είναι πάντα μια θετική ποσότητα, εκτός από την περίπτωση του ηλίου, πράγμα που σημαίνει ότι το ήλιο παγώνει με την απορρόφηση της θερμότητας. Η τιμή λανθάνουσας θερμικής σύντηξης για το νερό είναι 333,55 kJ / Kg.

Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης

Ονομάζεται επίσης ενθαλπία εξάτμισης, είναι η ποσότητα ενέργειας που πρέπει να προστεθεί σε μια ουσία σε υγρή φάση για να κάνει μια μετάβαση στην αέρια φάση. Αυτή η τιμή είναι συνάρτηση της πίεσης στην οποία συμβαίνει ο μετασχηματισμός.

Συνήθως συσχετίζεται με το φυσιολογικό σημείο βρασμού μιας ουσίας, δηλαδή το σημείο βρασμού που έχει όταν η τάση ατμών του υγρού είναι ίση με την ατμοσφαιρική πίεση στη στάθμη της θάλασσας (1 atm).

Η θερμότητα εξάτμισης εξαρτάται από τη θερμοκρασία, αν και μπορεί να θεωρηθεί ότι παραμένει σταθερή σε χαμηλές θερμοκρασίες και σε θερμοκρασίες πολύ χαμηλότερες από μία.

Επιπλέον, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η θερμότητα εξάτμισης μειώνεται σε υψηλές θερμοκρασίες, μέχρι να φθάσει στην αποκαλούμενη κρίσιμη θερμοκρασία της ουσίας, όπου εξισώνονται. Πέρα από την κρίσιμη θερμοκρασία, οι φάσεις ατμών και υγρών καθίστανται αδιαίρετες και η ουσία γίνεται κατάσταση υπερκρίσιμου ρευστού.

Μαθηματικά, εκφράζεται ως η αύξηση της ενέργειας της φάσης ατμού σε σύγκριση με την ενέργεια στην υγρή φάση, συν το έργο που πρέπει να εφαρμοστεί έναντι της ατμοσφαιρικής πίεσης.

Ο πρώτος όρος (αύξηση της ενέργειας) είναι η ενέργεια που απαιτείται για να ξεπεραστούν οι αλληλεπιδράσεις διαμοριακές που υπάρχουν στο υγρό, όπου οι εν λόγω ουσίες με μεγαλύτερες δυνάμεις μεταξύ συνδέσμους (ύδωρ για παράδειγμα) θα έχουν υψηλότερα λανθάνουσα θερμότητες εξάτμισης (2257 kJ / kg ) από εκείνα με μικρή δύναμη μεταξύ των δεσμών της (21 kJ / kg).

Λανθάνουσα θερμότητα στερεοποίησης

Η λανθάνουσα θερμότητα στερεοποίησης είναι η θερμότητα που εμπλέκεται στην αλλαγή φάσης μιας ουσίας από υγρό σε στερεό. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα μόρια μιας ουσίας στην υγρή φάση έχουν μεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια από τα στερεά, έτσι στην στερεοποίηση η ενέργεια απελευθερώνεται αντί να την απορροφά, όπως στην σύντηξη.

Έτσι, σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα μπορεί να ειπωθεί ότι η λανθάνουσα θερμότητα στερεοποίησης είναι το αντίθετο από εκείνη της σύντηξης, καθώς η ενέργεια που εμπλέκεται απελευθερώνεται προς τα έξω όταν συμβαίνει η αλλαγή φάσης.

Δηλαδή, αν η τιμή λανθάνουσας θερμότητας του νερού λειώσει είναι 333,55 kJ / kg, τότε η τιμή λανθάνουσας θερμότητας της στερεοποίησης ή κατάψυξης του νερού θα είναι -333,55 kJ / kg..

Λανθάνουσα θερμότητα συμπύκνωσης

Η λανθάνουσα θερμότητα της συμπύκνωσης είναι ότι η οποία συμβαίνει όταν υπάρχει η αλλαγή φάσης μιας ουσίας να αέριο ρευστό, όπως στην περίπτωση των υδρατμών.

Όσον αφορά την ενέργεια κάθε μορίου, στα αέρια αυτό είναι ακόμη υψηλότερο από ό, τι στα υγρά, οπότε υπάρχει και απελευθέρωση ενέργειας όταν πηγαίνουμε από την πρώτη φάση στη δεύτερη.

Και πάλι, μπορεί να ειπωθεί ότι η τιμή της λανθάνουσας θερμότητας συμπύκνωσης θα είναι η ίδια με αυτή της εξάτμισης αλλά με αρνητική τιμή. Στη συνέχεια, μια λανθάνουσα θερμική τιμή συμπύκνωσης για το νερό θα είναι ίση με -2257 kJ / kg.

Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, η θερμότητα συμπύκνωσης θα μειωθεί, ενώ το σημείο βρασμού θα αυξηθεί.

Αναφορές

1. Λανθάνουσα θερμότητα. (s.f.). Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org
2. Smith, J. Μ., Van Ness, H.C., & Abbott, Μ.Μ. (2007). Εισαγωγή στη Θερμοδυναμική Χημικών Μηχανικών. Μεξικό: McGraw-Hill.
3. Levine, Ι. (2002). Φυσική Χημεία Μαδρίτη: McGraw-Hill.
4. Power, Ν. (S.f.). Πυρηνική Ενέργεια. Ανακτήθηκε από το nuclear-power.net
5. Elert, G. (s.f.). Το Φυσικοθεραπευτικό Υλικό. Ανακτήθηκε από physics.info