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潛熱與顯熱

時間:2010-10-28
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物體在加熱冷卻過程中,溫度升高或降低而不改變其原有相態(tài)所需吸收或放出的熱量,稱為顯熱。它能使人們有明顯的冷熱變化感覺,通常可用溫度計測量出來。(如將水從20的升高到80所吸收到的熱量,就叫顯熱。)

顯熱系指當(dāng)此熱量加入或移去后,會導(dǎo)致物質(zhì)溫度的變化,而不發(fā)生相變。物質(zhì)的摩爾量、摩爾熱容和溫差三者的乘積為顯熱。

潛熱,相變潛熱的簡稱,指單位質(zhì)量的物質(zhì)在等溫等壓情況下,從一個相變化到另一個相吸收或放出的熱量。這是物體在固、液、氣三相之間以及不同的固相之間相互轉(zhuǎn)變時具有的特點之一。固、液之間的潛熱稱為熔解熱或凝固熱),液、氣之間的稱為汽化熱或凝結(jié)熱),而固、氣之間的稱為升華熱或凝華熱。

  潛熱是指在溫度保持不變的條件下,1kg物質(zhì)在從某一個相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€相的相變過程中所吸入或放出的熱量。是一狀態(tài)量。因任何物質(zhì)在僅吸入或放出潛熱時均不致引起溫度的升高或降低,這種熱量對溫度變化

只起潛在作用,故名。其值不僅因物質(zhì)種類不同而異,而且也與溫度或壓力密切相關(guān)。按相變過程種類的不同,有氣化潛熱、熔解潛熱和升華潛熱等。同種物質(zhì)在溫度相同、方向相反的相變過程中所吸入或放出的潛熱,其量值必相等,如氣化潛熱總是等于凝結(jié)潛熱。

熔解潛熱

  物質(zhì)在溫度沒有改變的狀況下,從固態(tài)轉(zhuǎn)變到液態(tài)的過程中吸收的能量。

汽化潛熱

  物質(zhì)在溫度沒有改變的狀況下,從液態(tài)轉(zhuǎn)變到氣態(tài)的過程中吸收的能量。

內(nèi)容

  一級相變(見相和相變)過程中單位質(zhì)量物質(zhì)吸收或放出的熱量。有時稱相變潛熱。物質(zhì)三態(tài)變化都是相變,因此汽化熱、熔解熱、升華熱都是相變潛熱。在不同的相變溫度下,相變潛熱有不同的值。

  在物質(zhì)的三相點,有三種潛熱。如果用 αβ、γ分別代表物質(zhì)的固、液、氣相,用潛熱分別表示熔解、汽化 、升華三種潛熱,則有潛熱即三種潛熱中的一種,可由其他兩種求出。

  許多固體在不同的溫度和壓強下具有不同的結(jié)晶形式,即可以從一種固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固相,這種過程稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。同素異晶轉(zhuǎn)變過程中也要產(chǎn)生相變潛熱。

計算

  物質(zhì)發(fā)生相變(物態(tài)變化),在溫度不發(fā)生變化時吸收或放出的熱量叫作潛熱。物質(zhì)由低能轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣軙r吸收潛熱,反之則放出潛熱。例如,液體沸騰時吸收的潛熱一部分用來克服分子間的引力,另一部分用來在膨脹過程中反抗大氣壓強做功。熔解熱、汽化熱、升華熱都是潛熱。潛熱的量值用每單位質(zhì)量的物質(zhì)或用每摩爾物質(zhì)在相變時所吸收或放出的熱量來表示。

  在一級相變中,吸收或釋放熱量,伴隨體積的變化,但系統(tǒng)的溫度不變。所吸收或放出的熱量稱為相變潛熱。相變潛熱與發(fā)生相變的溫度有關(guān),單位質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度下的相變潛熱是值。若用u1u2分別表示1相和2相單位質(zhì)量的內(nèi)能,用v1v2分別表示1相和2相單位質(zhì)量的體積,于是單位質(zhì)量的物質(zhì)由1相轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>2相時所吸收的相變潛熱可用下式表示:l=(u2-u1)+pv2-v1)=h2-h1。式中p是作用于系統(tǒng)的外部壓強,h1h2分別為1相和2相單位質(zhì)量的焓。上式相變潛熱公式表明,相變潛熱內(nèi)潛熱(u2-u1)和外潛熱〔pv2-v1)兩部分。

  純物質(zhì)在其相態(tài)變化時所吸收或放出熱量且沒有溫度變化,此熱量稱潛熱。但在體系和環(huán)境之間有 熱量傳遞。過程的特點是兩相共存,因此,從相律知,只有一個自由度。在潛熱和物系的pvt數(shù)據(jù)間存在著下列基本方程:h=tvdp0/dtv是溫度t時伴有相變的體積變化;h是潛熱;dp0/dt是飽和蒸氣壓隨溫度的變化率。

 

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