Back to the topics list

materiya holatining o'zgarishi

Moddaning uchta holati/fazasi bor: qattiq, suyuq va gaz. Har xil harorat va bosim sharoitida bir xil materiya har uch fazada ham mavjud bo'lishi mumkin. Masalan, 0° da muz (qattiq) qizdirilganda 0°C da suvga (suyuqlikka) aylanadi, keyingi qizdirilganda esa 100°C da bug‘ga (gaz) aylanadi. Shunday qilib, bitta atmosfera bosimida suv har uch fazada har xil haroratda topiladi.

Doimiy haroratda bir holatdan ikkinchi holatga o'tish jarayoni fazaning o'zgarishi deb ataladi. Issiqlik almashinuvi tufayli keltiriladi.
Qattiq fazadan suyuq fazaga o'tish erish deb ataladi, suyuqlikdan qattiq holatga o'tish esa muzlash deb ataladi. Suyuqlikdan bug'ga o'tish bug'lanish deb ataladi, gazdan suyuqlikka teskari o'zgarish esa kondensatsiya (yoki suyultirish) deb ataladi. Qattiq holatdan bug'ga to'g'ridan-to'g'ri o'tish sublimatsiya deb ataladi va bug'dan qattiq holatga teskari o'zgarish cho'kma deb ataladi.

ERITISH VA MUZLASH

Doimiy haroratda issiqlikni yutish natijasida qattiq moddaning suyuq fazaga o'tishi erish deyiladi. The Qattiq jismning suyuqlikka aylanayotgan doimiy harorati qattiq jismning erish nuqtasi deb ataladi. Doimiy haroratda issiqlikning ajralib chiqishi bilan suyuqlikdan qattiq fazaga teskari o'zgarish muzlash deb ataladi va suyuqlikning qattiq holatga muzlash harorati uning muzlash nuqtasi deb ataladi. Issiqlik energiyasi erish paytida so'riladi va doimiy haroratda muzlash paytida rad etiladi.

Muzning erish paytidagi isishi egri chizig'i

Yuqoridagi grafikga qarang. Muzning harorati butun muz eriguncha AB qismida 0 °C ga teng bo'lib qoladi. Bu vaqt davomida berilgan issiqlik muzni eritish uchun ishlatiladi. Shundan so'ng muzning erishi natijasida hosil bo'lgan suvning harorati 0 ° C dan (miloddan avvalgi qism) ko'tarila boshlaydi.

BUGLANISH YOKI QAYNATISH

Doimiy haroratda issiqlikning yutilishi bo'yicha suyuqlikdan gaz (yoki bug') fazasiga o'tish bug'lanish deb ataladi. Bug'lanish sodir bo'ladigan maxsus harorat suyuqlikning qaynash nuqtasi deb ataladi. Xuddi shunday, doimiy haroratda issiqlikning bug'dan suyuqlik fazasiga o'zgarishi kondensatsiya deb ataladi va kondensatsiya sodir bo'lgan maxsus harorat bug'ning kondensatsiya nuqtasi deb ataladi.
Issiqlik energiyasi bug'lanish jarayonida doimiy haroratda so'riladi, moddaning bir xil massasi uchun bu haroratda kondensatsiya paytida bir xil miqdorda issiqlik energiyasi ajralib chiqadi.

Suvning isitish egri chizig'i

A nuqtada suv xona haroratida (20 ° C) bo'ladi va keyin issiqlik energiyasini yutish bilan suvning harorati suyuq holatda bo'lgan AB qismida doimiy ravishda ko'tariladi. B nuqtasida qaynash boshlanadi va harorat miloddan avvalgi qismda yanada ko'tarilmaydi, issiqlik energiyasi doimiy ravishda so'riladi va suvning qaynash nuqtasini ifodalaydi, B suvning qaynash nuqtasi sifatida.

Nega puls pishirayotganda tuz qo'shamiz? Bu aralashmalarni qo'shish suvning qaynash nuqtasini oshirishiga asoslanadi. Biz impulslarni pishirayotganda tuz qo'shamiz, shunda suv qaynatishdan oldin uning tarkibiga etarli issiqlik energiyasini beradi va shuning uchun pishirish osonroq va tezroq bo'ladi. Nima uchun tepaliklarda ovqat pishirish uchun tekisliklarga qaraganda ko'proq vaqt kerak bo'ladi? Bu bosimning pasayishi bilan qaynash nuqtasining pasayishiga asoslanadi. Tog'lar yoki tog'lar kabi yuqori balandliklarda atmosfera bosimi past bo'ladi, shuning uchun bu joylarda suv 100 ° C dan past haroratda qaynaydi va shuning uchun pishirish uchun uning tarkibiga kerakli issiqlik energiyasini bermaydi. Shunday qilib, bunday joylarda pishirish ancha uzoq davom etadi.

Yashirin issiqlik VA XUSUSIY YARINIY ISITISH

Doimiy haroratda sodir bo'ladigan moddaning fazasini o'zgartirish jarayonida katta miqdorda issiqlik energiyasi so'riladi yoki chiqariladi.   Faza o'zgarishida so'rilgan yoki ajralib chiqadigan issiqlik energiyasi haroratning ko'tarilishi yoki pasayishi bilan tashqi ko'rinishda namoyon bo'lmagani uchun u yashirin issiqlik deb ataladi.
Yashirin issiqlik, moddaning birlik massasi uchun ifodalanganda, o'ziga xos yashirin issiqlik deb ataladi va L belgisi bilan belgilanadi.

Maxsus yashirin issiqlikning SI birligi J kg ^-1 , boshqa umumiy birliklar kal g ^-1 dir.
1 kal g ^-1 = 4,2 × 10 ³ J kg ^-1

Eritish issiqligi - ma'lum bir massa yoki suyuqlik miqdorini qattiqlashtirish uchun olinishi yoki ma'lum bir massa yoki miqdordagi qattiq moddalarni eritish uchun qo'shilishi kerak bo'lgan issiqlik energiyasi. U sintezning yashirin issiqligi deb ham ataladi. Bug'lanishning yashirin issiqligi - bu modda parchalanganda iste'mol qilinadigan yoki chiqariladigan issiqlik, barqaror haroratda suyuqlik holatidan gaz holatiga o'zgaradi.
Muzning birlashishining o'ziga xos yashirin issiqligi - bu muzning birlik massasini 0 ° C da, haroratni o'zgartirmasdan, 0 ° C da suvga eritish uchun zarur bo'lgan issiqlik energiyasi. Muzning muzlashining o'ziga xos yashirin issiqligi - 0 ° C haroratda suvning birlik massasi harorat o'zgarmasdan 0 ° C da muzga aylanganda ajralib chiqadigan/chiqadigan issiqlik energiyasi. Muz uchun sintezning o'ziga xos yashirin issiqligi 336000 J kg ^-1 ni tashkil qiladi, ya'ni 0 ° C da 1 kg muz 0 ° C da suvga aylantirish uchun 336 000 J issiqlik energiyasini o'zlashtiradi. Bug'lanish uchun bu 1 g suvda 1 g suv bug'iga o'zgarishi kutilayotgan issiqlik miqdori (540 kal g ^-1 ). Xuddi shunday issiqlik o'lchovi 1 g suv bug'ining 1 g suvga to'planishi paytida bosqich harakatida chiqariladi.

Yashirin sintez issiqligini kinetik model asosida tushuntirish
Kinetik modelga ko'ra, qattiq jismdagi molekulalar o'zlarining o'rtacha holatiga qarab tebranadilar. Molekulaning umumiy energiyasi uning harakati va potentsial energiyasidan (molekulalar orasidagi tortishish kuchiga va ular orasidagi ajralishga bog'liq) kinetik energiyaning (temperaturaga bog'liq) yig'indisidir. Qattiq jism harorat o'zgarmasdan suyuqlikka aylanganda molekulalarning o'rtacha kinetikasi o'zgarmaydi, lekin molekulalar orasidagi ajralish o'rtacha ortadi. Molekulalar orasidagi jozibador kuchlarga nisbatan ajralishni kuchaytirish uchun (ya'ni, molekulalarning potentsial energiyasini oshirish uchun) ma'lum energiya talab qilinadi. Shunday qilib, erish paytida beriladigan issiqlik energiyasi faqat molekulalarning potentsial energiyasini oshirish uchun ishlatiladi va erishning yashirin issiqligi deb ataladi.

Misollar

• Tog'lardagi qor birdaniga erimaydi: Buning sababi shundaki, muzning o'ziga xos yashirin sintez issiqligi (336000 J kg ^-1 ) yuqori. Quyoshdan issiqlik energiyasini olgani uchun u asta-sekin suvga aylanadi. Yashirin issiqlik past bo'lganida, quyoshdan issiqlik olishda barcha qorlar qisqa vaqt ichida erib, daryolarda toshqin bo'lar edi.
• Sovuq mamlakatlarda ko'llar va suv havzalaridagi suv birdaniga muzlamaydi: Buning sababi shundaki, muzning sintezining o'ziga xos yashirin issiqligi etarlicha yuqori, buning natijasida ko'llar va hovuzlardagi suv katta miqdordagi issiqlikni ajratishi kerak. muzlashdan oldin atrof-muhit. Suv yuzasida hosil bo'lgan muz qatlami issiqlikni yomon o'tkazuvchi bo'lib, ko'l suvidan issiqlik yo'qotilishining oldini oladi, shuning uchun u birdaniga muzlamaydi.
• Ichimliklar 0 °C da muzdek sovuq suvga qaraganda muz bo'lagi qo'shilishi bilan tezroq soviydi: Buning sababi shundaki, 0 ° C da 1 gramm muz 0 ° C da suvga erishi uchun ichimlikdan 336 J issiqlik energiyasini oladi. C. Bu ichimliklar 0 °C da 1 gramm muzga qo'shimcha 336 J issiqlik energiyasini, 0 °C da 1 gramm muzdek sovuq suvga ajratadi.

• Terlash sovutishga sabab bo'ladi: Terlash tana haroratini tartibga solishga yordam beradigan hayotni saqlaydigan tana funktsiyasidir. Havo issiq bo'lsa yoki jismoniy mashqlar yoki isitma tufayli tana harorati ko'tarilsa, teringizdagi kanallar orqali ter chiqariladi. U 90% suvni o'z ichiga oladi. Tanangizda mavjud bo'lgan ter tomchilari suyuqlikdan bug'ga o'tish fazasi uchun tananing issiqligidan foydalanadi. Bu tana haroratini ushlab turishga yordam beradigan va tanani sovutadigan sovutish effektiga olib keladi.
• Idishdagi suv qaynayotganda uning qopqog'ini ochishda doimo ehtiyot bo'ling: Suv katta o'ziga xos yashirin bug'lanish issiqligiga ega. Qo'lingizning terisida bug 'kondensatsiyalanganda, juda katta miqdordagi yashirin issiqlik chiqariladi, bu esa jiddiy kuyishlarga olib keladi.

1-savol: 10 kg muzni eritish uchun qancha issiqlik energiyasi kerak? (Muzning o'ziga xos yashirin issiqligi = 336 J g ^-1 )
Yechish: m = 10 kg, L = 336 J g ^-1
Kerakli issiqlik energiyasi = ml = 10000 × 336 = 3360000 J

2-savol: 250 gramm suvning 40 °C da harorati unga muz qo'shib 0 °C ga tushiriladi. Qo'shilgan muz massasini toping. (Maxsus yashirin issiqlik muzi 336 J g ^-1 va suvning solishtirma issiqlik sig'imi 4,2 J g ^-1 K ^-1 )
Yechish: Suv tomonidan yo'qotilgan issiqlik energiyasi = muz tomonidan olingan issiqlik energiyasi
Haroratning pasayishi 40 - 0 = 40 ° S ni tashkil qiladi.
Suv bilan yo'qotilgan issiqlik = m⋅c⋅Dt = 250 × 4,2 × 40 = 42000 J
Muz tomonidan olingan issiqlik = 42000 = muz massasi × 336 ⇒ muz massasi = 42000 ∕ 336 = 125 g

3-savol: 10125J issiqlik energiyasi 4,5 gm suvdan 100°C da qaynab 100°C da bugʻlanadi, bugʻning yashirin issiqligini SI birliklarida toping.
Yechish: Bug‘ning yashirin issiqligi L = 10125 J ∕ (4,5 × 10 ^-3 ) kg = 2250 × 10 ³ J∕kg