Căldura latentă vs. Căldura specifică
Căldură latentă
Când o substanță suferă o schimbare de fază, energia este absorbită sau eliberată sub formă de căldură. Căldura latentă este căldura care este absorbită sau eliberată dintr-o substanță în timpul unei schimbări de fază. Aceste schimbări de căldură nu provoacă schimbări de temperatură, deoarece sunt absorbite sau eliberate. Cele două forme de căldură latentă sunt căldura latentă de fuziune și căldura latentă de vaporizare. Căldura latentă de fuziune are loc în timpul topirii sau înghețului, iar căldura latentă de vaporizare are loc în timpul fierberii sau condensării. Schimbarea de fază eliberează căldură (exotermă) atunci când transformă gazul în lichid sau lichid în solid. Schimbarea de fază absoarbe energie/căldură (endotermă) atunci când trece de la solid la lichid sau lichid la gaz. De exemplu, în stare de vapori, moleculele de apă sunt foarte energice și nu există forțe de atracție intermoleculare. Se mișcă ca molecule de apă unice. În comparație cu aceasta, moleculele de apă în stare lichidă au energii scăzute. Cu toate acestea, unele molecule de apă sunt capabile să scape în starea de vapori dacă au energie cinetică mare. La temperatura normală, va exista un echilibru între starea de vapori și starea lichidă a moleculelor de apă. La încălzire, la punctul de fierbere majoritatea moleculelor de apă vor fi eliberate în stare de vapori. Deci, atunci când moleculele de apă se evaporă, legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă trebuie rupte. Pentru aceasta, este nevoie de energie, iar această energie este cunoscută sub numele de căldură latentă de vaporizare. Pentru apă, această schimbare de fază are loc la 100 oC (punctul de fierbere al apei). Cu toate acestea, atunci când această schimbare de fază are loc la această temperatură, energia termică este absorbită de moleculele de apă pentru a rupe legăturile, dar nu va crește mai mult temperatura.
Căldura latentă specifică înseamnă cantitatea de energie termică necesară pentru a converti o fază complet într-o altă fază a unei unități de masă a unei substanțe.
Căldură specifică
Capacitatea de căldură depinde de cantitatea de substanță. Căldura specifică sau capacitatea termică specifică (e) este capacitatea termică care este independentă de cantitatea de substanțe. Poate fi definită ca „cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura unui gram de substanță cu un grad Celsius (sau un Kelvin) la o presiune constantă”. Unitatea de căldură specifică este Jg-1oC-1 Căldura specifică a apei este foarte mare, cu valoarea de 4,186 Jg -1oC-1 Aceasta înseamnă, pentru a crește temperatura cu 1 oC a 1 g de apă, 4,186 J energie termică Este nevoie. Această valoare mare se întâlnește pentru rolul apei în reglarea termică. Pentru a găsi căldura necesară pentru a crește temperatura de la t1 la t2 dintr-o anumită masă a unei substanțe, se poate folosi următoarea ecuație.
q=m x s x ∆t
q=căldură necesară
m=masa substanței
∆t=t1-t2
Cu toate acestea, ecuația de mai sus nu se aplică dacă reacția implică o schimbare de fază. De exemplu, nu se aplică atunci când apa trece în fază gazoasă (la punctul de fierbere) sau când apa îngheață pentru a forma gheață (la punctul de topire). Acest lucru se datorează faptului că căldura adăugată sau îndepărtată în timpul schimbării fazei nu modifică temperatura.
Care este diferența dintre căldura latentă și căldura specifică?
• Căldura latentă este energia absorbită sau eliberată atunci când o substanță suferă o schimbare de fază. Căldura specifică este cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura unui gram de substanță cu un grad Celsius (sau un Kelvin) la o presiune constantă.
• Căldura specifică nu se aplică atunci când o substanță este în curs de schimbare de fază.
• Căldura specifică provoacă schimbări de temperatură în cazul în care căldura latentă nu este implicată nicio schimbare de temperatură.
