modificări ale stării apei

Vaporii de apă din atmosferă se pot schimba în celelalte stări lichide sau solide la temperatura și presiunea din mediu, astfel încât apa poate părăsi oceanele ca gaz și se poate întoarce ca lichid. Procesele de schimbare a stării apei (și a oricărei substanțe) necesită absorbția sau eliberarea căldurii. Când se adaugă sau se elimină căldură dintr-o substanță, apar variații de temperatură (cresc sau scad), această căldură se numește căldură sensibilă, deoarece obiectul simte căldura adăugată sau pierdută pe măsură ce temperatura i se schimbă.

apei

Dar, în anumite condiții, căldura este adăugată la o substanță fără a-și modifica temperatura, de exemplu, atunci când apa se evaporă, în acest caz există o schimbare de stare sau fază și căldura necesară pentru a produce schimbarea fazei se numește căldură latentă, deoarece această căldură este prezentă și gata de utilizare când se termină procesul de schimbare a stării. De exemplu, dacă apa este fiartă într-un recipient deschis la presiune atmosferică normală, temperatura nu crește peste 100 ° C, indiferent de cantitatea de căldură furnizată. Căldura care este absorbită fără schimbarea temperaturii apei este căldură latentă; nu se pierde, ci este folosit pentru a transforma apa în abur și este stocată ca energie în abur. Când aburul se condensează pentru a forma apă, această energie este eliberată din nou, recuperând căldura latentă ca căldură sensibilă. În mod similar, dacă un amestec de gheață și apă este încălzit, temperatura acestuia nu se schimbă până când toată gheața s-a topit. Căldura latentă absorbită este utilizată pentru a depăși forțele care țin particulele de gheață împreună și este stocată ca energie în apă.

Când apa este evaporată de radiația solară, căldura utilizată ca căldură latentă este eliberată ulterior ca căldură sensibilă atunci când vaporii se condensează din nou în picături de apă. Eliberarea căldurii latente este o sursă importantă de energie pentru formarea furtunilor, uraganelor și furtunilor. Căldura latentă este energia termică necesară pentru ca un kilogram dintr-o substanță să se schimbe de la o stare la alta, se măsoară în J/kg sau cal/gr. Există călduri latente de fuziune, vaporizare și sublimare, pentru diferitele procese de schimbare a stării apei, care sunt ilustrate în figura 5.4 și care sunt rezumate mai jos.

Vaporizare sau evaporare .

Condensare.

Este transformarea unui gaz în lichid. Moleculele de gaz care se condensează furnizează energie cinetică la suprafața pe care se condensează, deci acesta este un proces de Incalzi. Când vaporii de apă din atmosferă se transformă în picături pentru a forma nori, căldura este eliberată în atmosferă, provocând o creștere a temperaturii. În atmosferă, conversia unui gram de abur în apă eliberează cantitatea Lc = 540 cal/gr, Ce căldură latentă de condens.

Topirea sau topirea.

Este transformarea din solid în lichid (în acest caz gheața în apă). Pentru a produce topitura, este necesar să adăugați 80 de calorii de energie pe gheață căldură latentă de fuziune, Lf = 80 cal/gr.

Solidificare sau înghețare .

Este schimbarea stării din lichid în solid (apă în gheață). Când un gram de apă îngheață în gheață, cele 80 de calorii utilizate în topire sunt eliberate în mediu, cum ar fi căldură latentă de solidificare, Lf = 80 cal/gr.

Sublimarea.

Este transformarea directă din solid în gaz, fără a trece prin faza lichidă. În acest proces, trebuie adăugate 620 de calorii de energie pe gheață pentru ao transforma în abur, cum ar fi căldură latentă de sublimare, Ls = 620 cal/gr.

Depunere.

Este transformarea directă din gaz în solid (vapori în gheață). În acest proces, energia este eliberată ca căldura latentă de depunere, Ls = 620 cal/gr.

Fierbere.

Este un proces în care lichidul trece la starea de gaz din interiorul lichidului, unde gazul se concentrează pentru a forma bule care plutesc la suprafață și de acolo scapă în aerul adiacent. Presiunea din interiorul bulelor trebuie să fie mare pentru a depăși presiunea apei din jur. Dacă presiunea atmosferică crește, temperatura de fierbere crește și invers. Când urcăm mai sus deasupra nivelului mării, apa fierbe la temperaturi mai scăzute, deoarece presiunea scade. Dar mâncarea este gătită atunci când temperatura apei este ridicată și nu din cauza temperaturii de fierbere, prin urmare la o altitudine mai mare trebuie să așteptați mai mult pentru a găti mâncarea. Fierberea este un proces de răcire, în condiții normale apa care fierbe la 100 ° C, se răcește cu aceeași viteză cu care sursa de căldură o încălzește, altfel temperatura apei ar crește întotdeauna odată cu aplicarea căldurii. Pe scurt, pentru a schimba starea apei de la solid la lichid și de la lichid la gaz, trebuie adăugată energie și invers în procesul invers, așa cum se vede în diagrama din figură.