Valeur physique: la chaleur de vaporisation de l'eau

Tout le monde connaît l'image: sur la cuisinière sur le feu est une casserole d'eau. L'eau du froid devient peu à peu chaude, voici à sa surface apparaissent les premières bulles, et bientôt tout cela est amusant. Quelle est la chaleur de l'évaporation de l'eau? Certains d'entre nous se souviennent du programme scolaire que la température de l'eau à la pression atmosphérique naturelle ne peut pas dépasser 100 ° C. Et qui ne se souvient pas ou ne croit pas, peut utiliser le thermomètre approprié et s'assurer, en observant les mesures de sécurité.

Mais comment cela peut-il être? Après tout, le feu brûle encore sous le pot, il donne son énergie au liquide, et où va-t-il s'il ne chauffe pas l'eau? Réponse: L'énergie est dépensée pour la transformation de l'eau en vapeur.

Où va l'énergie?

Dans la vie ordinaire, nous sommes habitués à trois étatsnous entourant de matière: solide, liquide et gaz. A l'état solide, les molécules sont rigidement fixées dans le réseau cristallin. Mais cela ne signifie pas leur immobilité complète, à toute température, si seulement il était au moins un degré supérieur à -273 ° C (c'est un zéro absolu), les molécules vibrent. Et l'amplitude de la vibration dépend de la température. Lorsque chauffé, l'énergie est transférée aux particules de la matière, et ces mouvements chaotiques deviennent plus intenses, et atteignent alors à un certain moment une telle force que les molécules quittent les grilles - la substance devient un liquide.

À l'état liquide, les molécules sont étroitement liées àune force d'attraction, bien que non fixée dans un certain point de l'espace. Avec d'autres parties de vibration chaotique substance d'accumulation de chaleur deviennent si grande que la force d'attraction des molécules à l'autre est vaincue, et ils se dispersent. La température de la substance cesse de croître, toute l'énergie est transférée et suit le prochain lot de particules, et ainsi, étape par étape, toute l'eau rodée de la poêle remplit la cuisine sous forme de vapeur.

Chaque substance nécessite une certaine quantité d'énergie pour effectuer ce processus. La chaleur de vaporisation de l'eau, comme d'autres liquides, est finie et a des valeurs spécifiques.

Dans quelles unités est-il mesuré

Toute énergie (bien que le mouvement, même la chaleur)mesurée en joules. Joule (J) est nommé d'après le célèbre scientifique James Joule. Numériquement, l'énergie dans 1 J peut être obtenue en poussant un certain corps à une distance de 1 mètre avec un effort de 1 Newton.

Auparavant, pour mesurer la chaleur,un concept comme "calorie". On croyait que la chaleur - c'est une telle substance physique qui peut circuler dans ou hors de tout corps. Le plus "coulé" dans le corps physique, le plus chaud c'est. Dans les anciens manuels, vous pouvez toujours rencontrer cette valeur physique. Mais il est facile de traduire en joules, multipliez par 4,19.

L'énergie nécessaire à la transformation des liquidesdans les gaz, s'appelle la chaleur spécifique de la vaporisation. Mais comment le calculer? C'est une chose de transformer un tube d'essai en vapeur et une autre chose est le réservoir de la machine à vapeur d'un énorme navire.

Par conséquent, par exemple, pour H₂Oh, en génie thermique, ils fonctionnent avec le concept "spécifique(J / kg est une unité de mesure), et le mot clé ici est «spécifique». La quantité d'énergie requise pour convertir 1 kg de substance liquide en vapeur est prise en compte.

La valeur est indiquée par la lettre latine L. La valeur en joules est mesurée par 1 kg.

Combien d'énergie l'eau nécessite-t-elle?

La chaleur spécifique de la formation de vapeur d'eau est mesurée comme suit: la quantité de N est versée dans le récipient, il est porté à ébullition. L'énergie dépensée pour la vaporisation d'un litre d'eau sera la valeur désirée.

Mesurer quelle est la chaleur spécifiqueévaporation de l'eau, les scientifiques ont été légèrement surpris. Pour convertir au gaz, l'eau nécessite plus d'énergie que tous les fluides sur Terre: toute la gamme des alcools, des gaz liquéfiés et même plus que les métaux tels que le mercure et le plomb.

Ainsi, la chaleur de vaporisation de l'eau s'est avérée égale à 2,26 mJ / kg. Pour comparaison:

• dans le mercure, 0,282 mJ / kg;
• plomb - 0,855 mJ / kg.

Et si au contraire?

Et que se passe-t-il si nous inversons le processus,faire condenser le liquide? Rien de spécial, il y a une confirmation de la loi de conservation de l'énergie: quand un kilogramme de liquide est condensé de la vapeur, exactement la même quantité de chaleur est allouée, ce qui est nécessaire pour la convertir en vapeur. Par conséquent, plus souvent dans les tableaux de référence, le terme «chaleur spécifique de vaporisation et de condensation» se produit.

Par ailleurs, le fait que lors de l'évaporation de la chaleur est absorbée, est utilisé avec succès dans les équipements domestiques et industriels pour créer du froid artificiel.