اندازه گیری فیزیکی: گرمای تبخیر آب

همه می دانند تصویر: بر روی اجاق گاز برای گرم کردن یک گلدان از هزینه های آب است. آب از سرد به تدریج گرم می شود، که در حباب سطح آن برای اولین بار به نظر می رسد، و به زودی تمام لذت او با شدت گرفتن. گرمای تبخیر آب چیست؟ بعضی از ما به یاد داشته باشید از برنامه درسی است که دمای آب زیر فشار اتمسفر طبیعی می تواند 100 درجه سانتی گراد تجاوز نمی و کسی که به یاد داشته باشید و یا باور ندارد، می توانید از دماسنج مناسب استفاده کنند و اطمینان حاصل شود به شیوه ای امن.

اما چگونه می توانید این باشد؟ پس از همه، تحت پان هنوز هم در آتش است، او انرژی خود را می دهد به مایع، و جایی که آن رفت، اگر نه برای گرم کردن آب؟ پاسخ: انرژی استفاده شده است برای تبدیل آب را به بخار.

از کجا انرژی

جامد، مایع و گاز: در زندگی عادی ما به سه حالت ماده اطراف ما عادت کرده اند. در حالت جامد مولکول محکم در شبکه بلوری ثابت شده است. اما این بدان معنا نیست که آنها تحرک کامل، در هر درجه حرارت، به شرط آن حداقل یک درجه بالاتر از -273 درجه سانتی گراد (این مطلق صفر است) ارتعاش مولکول است. علاوه بر این، دامنه ارتعاش بستگی به درجه حرارت. هنگامی که انرژی گرمایی ذرات به ماده منتقل شده است و حرکات نامنظم ها شدیدتر شده، و سپس رسیدن به یک نقطه مانند نیروی خاص که مولکول های ترک توری لانه - ماده مایع در می آید.

حالت مایع از مولکول است که از نزدیک به یکدیگر توسط نیروی گرانش مرتبط است، اما به یک نقطه خاص در فضا ثابت نیست. با استفاده از گرما تجمع ماده moieties ارتعاش پر هرج و مرج بیشتر آنقدر بزرگ شده است که نیروی جاذبه از مولکول به یکدیگر غلبه بر است، و آنها را پراکنده. درجه حرارت از این ماده متوقف به رشد می کنند، همه انرژی منتقل شده است و در حال حاضر زیر دسته بعدی از ذرات، و بنابراین، گام به گام، تمام آب از تابه شوربا را پر می کند آشپزخانه به شکل بخار.

هر ماده نیاز به برخی از انرژی برای این فرایند است. گرمای تبخیر آب، و همچنین دیگر مایعات، و دارای یک ارزش نهایی خاص.

واحد های اندازه گیری

هر انرژی (هر چند جنبش، حتی اگر گرما) در ژول اندازه گیری شد. ژول (J) است که پس از دانشمند معروف به نام جیمز ژول. عددی انرژی 1 J می توان در یک فاصله 1 متر به دست آمده به فشار بدن خاص با یک نیروی از 1 نیوتن.

پیش از اندازه گیری حرارت از یک مفهوم استفاده می شود مانند "کالری است." اعتقاد بر این بود که حرارت - این چنین یک ماده فیزیکی است که می تواند در داخل یا خارج از هر بدن جریان است. بیشتر "natekla" آن را در بدن فیزیکی، پس از آن گرم است. در کتاب های درسی قدیمی هنوز هم ممکن است برای دیدار با این کمیت فیزیکی. اما از آن آسان برای ترجمه در ژول است، به ضرب 4.19 کافی است.

انرژی مورد نیاز برای تبدیل مایعات به گازهای است که به عنوان گرمای ویژه تبخیر می شود. اما چگونه آن را محاسبه کنیم؟ مخزن عظیمی از کشتی موتور بخار - این یک چیز به نوبه خود به لوله بخار آب و یک چیز دیگر است.

بنابراین، برای مثال، برای H ₂ O، سیستم های احتراق بر مفهوم "گرمای نهان تبخیر آب" (- واحد J / kg) به کار گیرند. و کلمه کلیدی در اینجا "خاص" است. اعتقاد بر این است که مقدار انرژی مورد نیاز برای تبخیر 1 کیلوگرم از ماده مایع.

نشان داده می شود ارزش حروف لاتین ارزش اندازه گیری L. در ژول به ازای هر 1 کیلوگرم است.

چه مقدار انرژی آب نیاز

گرمایی ویژه تبخیر آب به شرح زیر اندازه گیری می شود: در ظرف ریخته عدد است، به جوش آورده. انرژی صرف شده در لیتر تبخیر آب، و مقدار مورد نظر است.

اندازه گیری، چه گرمای خاص تبخیر آب است، دانشمندان کمی شگفت زده شدند. برای تبدیل به آب گاز نیاز به انرژی بیش از مشترک به تمام جهان مایع: الکل خط کامل، گاز مایع ، و حتی بیشتر از فلزات مانند جیوه و سرب.

بنابراین، گرمای تبخیر آب به 2.26 MJ / کیلوگرم برابر بود. برای مقایسه:

• Y جیوه - 0.282 MJ / kg است.
• در سرب - 0.855 MJ / kg است.

اما اگر مخالف است؟

و چه اتفاقی می افتد اگر عقب روند، را به مایع متراکم؟ هیچ چیز ویژه قانون تایید حفاظت از انرژی اتفاق می افتد: تراکم یک کیلوگرم مایع از بخار دقیقا همان مقدار گرما که نیاز به صرف تبدیل آن به بخار آزاد شده است. بنابراین، اغلب در جداول نگاه کردن، اصطلاح "آنتالپی تبخیر." رخ می دهد

در ضمن، این واقعیت است که حرارت توسط تبخیر جذب می شود، با موفقیت در خانواده و مهندسی صنایع برای ایجاد سرد مصنوعی استفاده می شود.