Semua orang biasa dengan gambar: terdapat periuk air di atas dapur di atas api. Air dari sejuk secara beransur-ansur menjadi panas, jadi gelembung pertama muncul di permukaannya, dan tidak lama kemudian semuanya mendidih dengan riang. Apakah haba pengewapan air? Sebahagian daripada kita masih ingat dari kurikulum sekolah bahawa suhu air pada tekanan atmosfera semula jadi tidak boleh melebihi 100 °C. Dan mereka yang tidak ingat atau tidak percaya boleh menggunakan termometer yang sesuai dan pastikan, mematuhi langkah keselamatan.
Tetapi bagaimana ini boleh berlaku? Lagipun, api masih menyala di bawah kuali, ia menyerahkan tenaganya kepada cecair, dan ke mana ia pergi jika ia tidak memanaskan air? Jawapan: Tenaga digunakan untuk menukar air menjadi wap.
Ke mana perginya tenaga
Dalam kehidupan biasa, kita terbiasa dengan tiga keadaan jirim di sekeliling kita: pepejal, cecair dan gas. Dalam keadaan pepejal, molekul-molekul terfiksasi tegar dalam kekisi kristal. Tetapi ini tidak bermakna imobilitas lengkap mereka, pada sebarang suhu, selagi ia sekurang-kurangnya satu darjah lebih tinggi daripada -273 ° C (ini adalah sifar mutlak), molekul bergetar. Selain itu, amplitud getaran bergantung pada suhu. Apabila dipanaskan, tenaga dipindahkanzarah bahan, dan pergerakan huru-hara ini menjadi lebih sengit, dan kemudian mencapai daya sedemikian pada saat tertentu sehingga molekul meninggalkan sarang kekisi - bahan menjadi cecair.
Dalam keadaan cecair, molekul-molekul berkait rapat antara satu sama lain melalui daya tarikan, walaupun ia tidak tetap pada titik tertentu dalam ruang. Dengan pengumpulan haba selanjutnya oleh bahan, getaran kacau sebahagian daripada molekul menjadi begitu hebat sehingga daya tarikan molekul antara satu sama lain dapat diatasi, dan mereka terbang berasingan. Suhu bahan berhenti meningkat, semua tenaga kini dipindahkan ke kumpulan zarah seterusnya dan seterusnya, dan seterusnya, langkah demi langkah, semua air dari kuali memenuhi dapur dalam bentuk stim.
Setiap bahan memerlukan sejumlah tenaga untuk menjalankan proses ini. Haba pengewapan air, seperti cecair lain, adalah terhingga dan mempunyai nilai tertentu.
Dalam unit yang diukur
Sebarang tenaga (walaupun pergerakan, walaupun haba) diukur dalam joule. Joule (J) dinamakan sempena nama saintis terkenal James Joule. Secara berangka, tenaga 1 J boleh diperoleh jika jasad tertentu ditolak pada jarak 1 meter dengan daya 1 Newton.
Sebelum ini, untuk mengukur haba, mereka menggunakan konsep seperti "kalori". Adalah dipercayai bahawa haba adalah bahan fizikal yang boleh mengalir masuk atau keluar dari mana-mana badan. Semakin ia "bocor" ke dalam badan fizikal, semakin panas. Dalam buku teks lama, anda masih boleh mencari kuantiti fizikal ini. Tetapi tidak sukar untuk menukarnya kepada joule, cukup untuk mendarab dengan 4,19.
Tenaga yang diperlukan untuk menukar cecair kepada gas dipanggil haba tentu pengewapan. Tetapi bagaimana untuk mengiranya? Satu perkara untuk menukar tabung uji air menjadi wap, dan satu lagi perkara untuk menukar tangki enjin wap kapal yang besar.
Oleh itu, sebagai contoh, untuk H2O, dalam kejuruteraan haba ia beroperasi dengan konsep "haba khusus pengewapan air" (J / kg - unit ukuran). Dan kata kunci di sini ialah "khusus". Ia dianggap sebagai jumlah tenaga yang diperlukan untuk menukar 1 kg bahan cecair kepada wap.
Nilai ditunjukkan oleh huruf Latin L. Nilai diukur dalam joule setiap 1 kg.
Berapa banyak tenaga yang diperlukan air
Haba tentu pengewapan air diukur seperti berikut: jumlah N dituangkan ke dalam bekas, didihkan. Tenaga yang dibelanjakan untuk pengewapan satu liter air akan menjadi nilai yang diingini.
Mengukur berapa haba tentu pengewapan air, para saintis terkejut sedikit. Untuk bertukar menjadi gas, air memerlukan lebih banyak tenaga daripada semua cecair biasa di Bumi: keseluruhan barisan alkohol, gas cecair, dan lebih banyak lagi daripada logam seperti merkuri dan plumbum.
Jadi, haba pengewapan air menjadi 2.26 mJ/kg. Sebagai perbandingan:
- untuk merkuri - 0.282 mJ/kg;
- plumbum mempunyai 0.855 mJ/kg.
Bagaimana jika sebaliknya?
Apa yang berlaku jika anda membalikkan proses, menjadikan cecair itu terpeluwap? Tiada apa-apa yang istimewa, terdapat pengesahan undang-undang pemuliharaan tenaga: apabila pemeluwapan satudaripada sekilogram cecair daripada stim, jumlah haba yang dibebaskan sama persis seperti yang diperlukan untuk mengubahnya kembali menjadi stim. Oleh itu, istilah "haba khusus pengewapan dan pemeluwapan" lebih kerap ditemui dalam jadual rujukan.
Omong-omong, fakta bahawa haba diserap semasa penyejatan berjaya digunakan dalam perkakas rumah dan industri untuk menghasilkan sejuk tiruan.
