วัดทางกายภาพ: ความร้อนของการกลายเป็นไอน้ำ

ทุกคนรู้ว่าภาพ: บนเตาให้ความร้อนหม้อของค่าใช้จ่ายน้ำ น้ำจากความหนาวเย็นค่อยๆกลายเป็นร้อนที่ที่ฟองอากาศพื้นผิวของมันปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรกและในไม่ช้าความสนุกที่เธอโกรธ ความร้อนของการกลายเป็นไอน้ำคืออะไร? บางส่วนของเราจำได้จากหลักสูตรที่อุณหภูมิของน้ำภายใต้ความดันบรรยากาศธรรมชาติไม่เกิน 100 องศาเซลเซียส และผู้ที่ไม่จำหรือไม่เชื่อว่าสามารถใช้ประโยชน์จากเครื่องวัดอุณหภูมิที่เหมาะสมและให้แน่ใจว่ามีลักษณะที่ปลอดภัย

แต่วิธีการนี้สามารถ? หลังจากที่ทุกคนภายใต้กระทะยังอยู่ในไฟเขาให้เขาพลังงานของเหลวและสถานที่ที่ไม่มันไปถ้าไม่ให้ความร้อนน้ำ? A: พลังงานที่ใช้ในการเปลี่ยนน้ำให้เป็นไอ

สถานที่ที่ไม่ใช้พลังงาน

ในชีวิตปกติธรรมดาที่เราจะคุ้นเคยกับสามรัฐของเรื่องรอบเรา: ของแข็งของเหลวและก๊าซ ในสถานะของแข็งโมเลกุลได้รับการแก้ไขอย่างมั่นคงในผลึกตาข่าย แต่นี้ไม่ได้หมายความว่าพวกเขาเสร็จสิ้นการเคลื่อนที่อุณหภูมิใด ๆ ให้มันมีอย่างน้อยหนึ่งองศาเหนือ -273 ° C (นี้เป็นสัมบูรณ์) สั่นสะเทือนโมเลกุล นอกจากนี้ความกว้างของการสั่นสะเทือนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เมื่อถูกความร้อน, การถ่ายโอนพลังงานอนุภาคสารและสิ่งเหล่านี้เคลื่อนไหววุ่นวายกลายเป็นความรุนแรงมากขึ้นและจากนั้นถึงจุดหนึ่งแข็งแรงเพื่อให้โมเลกุลออกจากรังของตาข่าย - สารที่เป็นของเหลว

รัฐเหลวของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับแต่ละอื่น ๆ โดยแรงโน้มถ่วง แต่ไม่ได้จับจ้องไปที่จุดหนึ่งในพื้นที่ ด้วยการสะสมความร้อนต่อสาร moieties สั่นสะเทือนวุ่นวายกลายเป็นเพื่อที่ดีที่แรงดึงดูดของโมเลกุลกับแต่ละอื่น ๆ จะเอาชนะและพวกเขากระจาย อุณหภูมิของสารที่สิ้นสุดสภาพการเติบโตพลังงานทั้งหมดจะถูกโอนและติดตามชุดต่อไปของอนุภาคและเพื่อให้ขั้นตอนโดยขั้นตอนทั้งหมดที่น้ำซัดออกจากกระทะเติมห้องครัวในรูปแบบของไอน้ำ

สารแต่ละคนต้องมีพลังงานบางอย่างสำหรับกระบวนการนี้ ความร้อนของการกลายเป็นไอน้ำเช่นเดียวกับของเหลวอื่น ๆ และมีค่าสุดท้ายที่เฉพาะเจาะจง

หน่วยของการวัด

พลังงานใด ๆ (แม้ว่าการเคลื่อนไหวแม้ความร้อน) เป็นวัดในจูล จูล (J) ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง เจมส์โจล ตัวเลขพลังงาน 1 J สามารถรับได้ในระยะทาง 1 เมตรที่จะผลักดันร่างกายบางอย่างที่มีผลบังคับใช้วันที่ 1 นิวตัน

ก่อนหน้านี้ใช้ในการวัดความร้อนของแนวคิดเช่น "แคลอรี่." ก็เชื่อว่าความร้อน - นี้เป็นเช่นสารทางกายภาพที่สามารถไหลเข้าหรือออกจากร่างกายใด ๆ ยิ่ง "natekla" ในร่างกายดังนั้นจึงเป็นร้อน ในตำราเก่ายังคงเป็นไปเพื่อตอบสนองนี้ ปริมาณทางกายภาพ แต่มันเป็นเรื่องง่ายที่จะแปลเป็นจูล, จะเพียงพอที่จะคูณด้วย 4.19

พลังงานที่จำเป็นสำหรับการแปลงของของเหลวก๊าซจะเรียกว่าเป็นความร้อนที่เฉพาะเจาะจงของการกลายเป็นไอ แต่วิธีการคำนวณมันได้หรือไม่ มันเป็นสิ่งหนึ่งที่จะเปลี่ยนเป็นหลอดอบไอน้ำของน้ำและสิ่งอื่น - ถังใหญ่ของเรือจักรไอน้ำ

ดังนั้นสำหรับตัวอย่างเช่นสำหรับ H ₂ O ระบบการเผาไหม้ที่ทำงานบนแนวคิดของ "ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอน้ำที่" (J / กก. - หน่วยของการวัด) และคำที่สำคัญนี่คือ "เฉพาะ" เป็นที่เชื่อว่าปริมาณของพลังงานที่จำเป็นในการกลายเป็นไอ 1 กิโลกรัมของสารที่เป็นของเหลว

ค่าตัวอักษรละตินลิตรค่าการวัดแสดงในจูลต่อ 1 กิโลกรัม

เท่าไหร่พลังงานต้องใช้น้ำ

ความร้อนที่เฉพาะเจาะจงของการกลายเป็นไอน้ำที่วัดได้ดังนี้ในภาชนะที่เทจำนวน N, ถูกนำไปต้ม พลังงานที่ใช้ในการระเหยลิตรน้ำและเป็นค่าที่ต้องการ

วัดสิ่งที่เป็นความร้อนที่เฉพาะเจาะจงของการกลายเป็นไอน้ำนักวิทยาศาสตร์เป็นบิตประหลาดใจ สำหรับการแปลงเป็นก๊าซน้ำต้องใช้พลังงานมากขึ้นกว่าที่พบกับโลกที่เป็นของเหลวทั้งหมด: แอลกอฮอล์เส้นทั้ง ก๊าซเหลว และยิ่งกว่าโลหะเช่นปรอทและตะกั่ว

ดังนั้นความร้อนของการกลายเป็นไอของน้ำเท่ากับ 2.26 MJ / kg สำหรับการเปรียบเทียบ:

• Y ปรอท - 0.282 MJ / กิโลกรัม
• ในการเป็นผู้นำ - 0.855 MJ / kg

แต่ถ้าตรงข้าม?

และสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากย้อนกลับกระบวนการที่จะทำให้ของเหลวรวมตัว? ไม่มีอะไรพิเศษเกิดขึ้นกฎหมายยืนยันของการอนุรักษ์พลังงาน: การรวมตัวของหนึ่งกิโลกรัมของของเหลวจากไอจะถูกปล่อยออกว่าจำนวนเงินเดียวกันของความร้อนซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นที่จะใช้จ่ายในการเปลี่ยนมันกลับมาเป็นไอ ดังนั้นจึงมักจะอยู่ในตารางการอ้างอิงพบคำว่า "ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ."

อนึ่งความจริงที่ว่าความร้อนจะถูกดูดซึมโดยการระเหยได้รับการใช้ประสบความสำเร็จในการใช้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรมวิศวกรรมสำหรับการสร้างเทียมเย็น