Для того чтобы при температуре кипения превратить жидкость в пар, ей необходимо сообщить некоторое количество теплоты.
Количество теплоты будет тем больше, чем больше масса жидкости. Кроме того, можно предположить, что для разных жидкостей одной и той же массы это количество теплоты будет разным. Дело в том, что силы взаимного притяжения между молекулами разных жидкостей различны и для удаления молекул друг от друга требуется совершить разную работу.
Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой 1 кг в пар при температуре кипения, называют удельной теплотой парообразования.
Удельную теплоту парообразования обозначают буквой L и вычисляют по формуле
Единица удельной теплоты парообразования — джоуль на килограмм Дж/кг.
Удельная теплота парообразования показывает, на сколько увеличивается внутренняя энергия жидкости массой 1 кг при переходе её в пар при температуре кипения.
Удельная теплота парообразования некоторых веществ (при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении)
Например, из таблицы видно, что удельная теплота парообразования воды 2,3·106 Дж/кг. Это означает, что для превращения 1 кг воды в пар при температуре кипения (100º С) необходимо затратить 2,3·106 Дж энергии. Если начальная температура воды ниже 100ºС, то потребуется больше энергии.
Формула для расчёта количества теплоты, необходимого для обращения в пар жидкости массой m:
Пар, конденсируясь, отдаёт то количество теплоты, которое пошло на его образование.
Пример решения задачи. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 3 кг эфира, взятого при температуре 20ºС, обратить в пар?
Термодинамический симулятор
Управление графиком
Справочные данные
Вещество | Темп. плавления (°C) | Уд. теплота плавления (кДж/кг) | Темп. кипения (°C) | Уд. теплота парообразования (кДж/кг) | Уд. теплоёмкость (кДж/(кг·°C)) |
---|---|---|---|---|---|
Вода | 0 | 334 | 100 | 2260 | 4.18 |
Железо | 1538 | 247 | 2862 | 6088 | 0.45 |
Алюминий | 660 | 397 | 2470 | 10500 | 0.90 |
Ртуть | -39 | 11.4 | 357 | 296 | 0.14 |
Свинец | 327 | 25 | 1750 | 860 | 0.13 |
Олово | 232 | 59 | 2602 | 2500 | 0.23 |
Медь | 1085 | 205 | 2562 | 4730 | 0.38 |