Krzywa grzania i chłodzenia. Ogrzewanie i chłodzenie

W badaniach dotyczących przemian fazowych substancji widzimy, że możliwe jest spowodowanie tej zmiany poprzez dostarczanie lub odbieranie energii cieplnej. Najprostszymi przykładami tego zjawiska są zmiany stanu ze stałego na ciekły, z ciekłego na gazowy lub odwrotnie. Na przykład, jeśli podgrzejemy kawałek lodu, to znaczy, jeśli damy mu ciepło, zobaczymy, że się topi (lub topi).

Dlatego możemy powiedzieć, że zmiana stanu jest to wewnętrzna reorganizacja atomów (lub cząsteczek) substancji, powodująca znaczne zmiany jej właściwości.

Krzywe grzania i chłodzenia: co się dzieje podczas przejścia fazowego.

Krzywe ogrzewania lub chłodzenia pokazują zmiany temperatury w czasie, gdy obiekt traci lub zyskuje energię.

Rozważmy ilość 1 kg lodu o początkowej temperaturze -20°C (punkt A na powyższym rysunku) i która otrzymuje stałe natężenie ciepła 1000 watów, czyli 1000 J/s.

Po otrzymaniu tej energii cząsteczki wody ułożone jako ciało stałe zaczynają oscylować szybko, powodując liniowy wzrost temperatury, który jest określony równaniem: Q = m.c.Δt.

Dzieje się tak do momentu, gdy lód osiągnie temperaturę 0°C, punkt B na wykresie, kiedy to oscylacja cząsteczek jest taka, że ​​wiązania między nimi zaczynają się zrywać. W tym momencie lód zaczyna się topić, a cała dostarczona energia jest wykorzystywana do zerwania wiązań, które utrzymują konstrukcję w stanie stałym.

Z tego powodu temperatura pozostaje stała, dopóki cały lód nie zostanie stopiony, mimo że energia jest stale dostarczana. Energię dostarczoną podczas przejścia można uzyskać z wyrażenia Q = m. L.

Od momentu całkowitego stopienia lodu (punkt C) temperatura wody stale rośnie. Jego cząsteczki wibrują szybciej, aż osiągną temperaturę wrzenia (punkt D).

Ciepło odbierane od tego momentu będzie wykorzystywane do odparowania wody, która pozostaje w stałej temperaturze aż do całkowitego odparowania cieczy (punkt E). Cała energia otrzymana z tego punktu zostanie wykorzystana do podgrzania pary.

Konstrukcja tego typu wykresów na podstawie danych doświadczalnych umożliwia dokładne wyznaczenie temperatur przejścia oraz wartości ciepła właściwego i utajonego.


Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/curvas-aquecimento-resfriamento.htm

Samowiedza: 3 cenne lekcje kontrolowania lęku

Według badania przeprowadzonego przez Uniwersytet w São Paulo (USP) w 2021 r. Brazylia ma najwięk...

read more

Uwaga! Jutro kończą się zapisy na Warsztaty Pisania Unicamp

Jednym z największych egzaminów wstępnych w Brazylii jest Unicamp, który gromadzi tysiące kandyda...

read more

13 wskazówek, jak zwiększyć swoje szanse na sukces w czymkolwiek

Faktem jest, że nie ma właściwej formuły, której należy przestrzegać jak odnieść sukces. Istnieją...

read more