Графік часу та температури ChemTeam
Ми збираємось нагріти ємність, в якій 72,0 грама льоду (поки що немає рідкої води!). Щоб зробити ілюстрацію простою, врахуйте, що 100% прикладеного тепла йде у воду. При нагріванні ємності не відбувається втрати тепла, а повітря не втрачається.
Припустимо, лід починається при −10,0 ° C і що тиск завжди становить одну атмосферу. Ми закінчимо приклад парою при 120,0 ° C.
Існує п’ять основних кроків, які слід обговорити по черзі, перш ніж ця проблема буде повністю вирішена. Ось вони:
З кожним із цих кроків буде пов’язаний розрахунок. ПОПЕРЕДЖЕННЯ: можна написати багато домашніх завдань та тестових запитань, які використовують менше п'яти кроків. Наприклад, припустимо, що вода у вищезазначеній задачі починалася з 10,0 ° C. Тоді для вирішення будуть потрібні лише кроки 3, 4 та 5.
Праворуч - тип графіка, який зазвичай використовується для відображення цього процесу з часом.
ChemTeam сподівається, що ви зможете зрозуміти, що п'ять нумерованих розділів на графіку відносяться до п'яти нумерованих частин списку безпосередньо над графіком.
Також зверніть увагу, що цифри 2 і 4 є фазовими змінами: від твердої речовини до рідини №2 і від рідини до газу №4.
Ось деякі символи, які будуть використовуватися, БАГАТО!
До речі, p означає, що питома теплоємність вимірюється при постійному тиску; існує пов’язана питома теплоємність, яку ми не будемо обговорювати (поки що), яка вимірюється при постійному об’ємі. Не надто дивно (я сподіваюся), він має символ Cv.
Крок перший: твердий лід підвищує температуру
Коли ми застосовуємо тепло, лід буде підвищувати температуру, поки не досягне нормальної температури плавлення нуля за Цельсієм.
Після досягнення нуля Δt дорівнює 10,0 ° C.
Ось важливий момент: ЛЕДІЙ ЩЕ НЕ РАСПЛАВ.
В кінці цього кроку ми маємо ТВЕРДИЙ лід при нульових градусах. Він ще не розтанув. Це важливий момент.
Кожен грам води вимагає постійної кількості енергії, щоб піднятися на кожен градус Цельсія. Ця кількість енергії називається питомою тепловою енергією і має символ Cp.
Крок другий: твердий лід тане
Тепер ми продовжуємо додавати енергію, і лід починає танути.
Однак температура НЕ ЗМІНЮЄТЬСЯ. Він залишається рівним нулю під час танення льоду.
Кожен моль води вимагатиме постійної кількості енергії для танення. Ця кількість називається молярною теплою плавлення, а її символом є ΔHfus. Молярна теплота плавлення - це енергія, необхідна для розплавлення одного моля речовини при нормальній температурі плавлення. Один моль твердої води, один моль твердого бензолу, один моль твердого свинцю. Немає значення. Кожна речовина має своє значення.