Ciepło utajone a ciepło jawne
Gdy energia systemu zmienia się z powodu różnicy temperatur między systemem a jego otoczeniem, mówimy, że energia została przekazana jako ciepło (q). Przenoszenie ciepła odbywa się od wysokiej temperatury do niskiej temperatury, zgodnie z gradientem temperatury.
Utajone ciepło
Kiedy substancja przechodzi przemianę fazową, energia jest pochłaniana lub uwalniana w postaci ciepła. Ciepło utajone to ciepło, które jest pochłaniane lub uwalniane z substancji podczas zmiany fazy. Te zmiany ciepła nie powodują zmian temperatury, ponieważ są one pochłaniane lub uwalniane. Zmiana fazy oznacza przejście ciała stałego w fazę gazową lub przejście cieczy w fazę stałą lub odwrotnie. Jest to konwersja spontaniczna i zachodzi w charakterystycznej dla danego ciśnienia temperaturze. Zatem dwie formy utajonego ciepła to utajone ciepło topnienia i utajone ciepło parowania. Utajone ciepło topnienia ma miejsce podczas topienia lub zamrażania. Ciepło utajone parowania ma miejsce podczas wrzenia lub kondensacji. Zmiana fazy uwalnia ciepło (egzotermiczne) podczas przekształcania gazu w ciecz lub cieczy w ciało stałe. Zmiana fazy pochłania energię/ciepło (endotermiczne) podczas przechodzenia ze stanu stałego do cieczy lub cieczy do gazu. Na przykład w stanie pary cząsteczki wody są bardzo energetyczne. I nie ma międzycząsteczkowych sił przyciągania. Poruszają się jako pojedyncze cząsteczki wody. W porównaniu z tym cząsteczki wody w stanie ciekłym mają niskie energie. Jednak niektóre cząsteczki wody są zdolne do ucieczki do stanu pary, jeśli mają wysoką energię kinetyczną. W normalnej temperaturze będzie równowaga między cząsteczkami wody w stanie parowym i ciekłym. Ale podczas ogrzewania w temperaturze wrzenia większość cząsteczek wody zostanie uwolniona do stanu pary. Tak więc, gdy cząsteczki wody odparowują, wiązania wodorowe między cząsteczkami wody muszą zostać zerwane. Do tego potrzebna jest energia, a ta energia jest znana jako utajone ciepło parowania. W przypadku wody ta zmiana fazy zachodzi w temperaturze 100°C (temperatura wrzenia wody). Jednak gdy ta zmiana fazy zachodzi w tej temperaturze, energia cieplna jest pochłaniana przez cząsteczki wody, aby rozerwać wiązania, ale nie spowoduje to większego wzrostu temperatury.
Właściwe ciepło utajone oznacza ilość energii cieplnej potrzebnej do całkowitego przekształcenia jednej fazy w drugą o jednostce masy substancji.
Ciepło jawne
Ciepło jawne jest formą przekazywania energii podczas reakcji termodynamicznej, która powoduje zmianę temperatury. Ciepło jawne substancji można obliczyć za pomocą następującego wzoru.
Q=mc∆T
Q=ciepło jawne
M=masa substancji
C=właściwa pojemność cieplna
∆T=zmiana temperatury spowodowana energią cieplną
Jaka jest różnica między ciepłem utajonym a jawnym?
• Ciepło utajone nie wpływa na temperaturę substancji, podczas gdy ciepło jawne wpływa na temperaturę i powoduje jej wzrost lub spadek.
• Ciepło utajone jest pochłaniane lub uwalniane podczas zmiany fazy. Ciepło jawne to ciepło uwalniane lub pochłaniane podczas dowolnego procesu termodynamicznego innego niż zmiany fazowe.
• Na przykład podczas podgrzewania wody od 25°C do 100°C dostarczona energia spowodowała wzrost temperatury. Dlatego ciepło to nazywa się ciepłem jawnym. Ale parowanie wody o temperaturze 100°C nie powoduje wzrostu temperatury. Ciepło pochłonięte w tym momencie nazywane jest ciepłem utajonym.
