|
ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 11:54 π.μ. | | | | Best Blogger Tips

ΑΛΛΑΓΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

ΑΛΛΑΓΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ
ΑΛΛΑΓΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ
ΤΗΞΗ
Melting icecubes.gif
ΤΗΞΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Ο πάγος γίνεται πάλι νερό,όταν παραμείνει έξω από την κατάψυξη,γιατί παίρνει θερμότητα από το περιβάλλον.Το φαινόμενο αυτό,κατά το οποίο ένα στερεό μετατρέπεται σε υγρό,λέγεται τήξη.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΞΕΩΣ

 Ο πάγος γίνεται πάλι νερό,όταν παραμείνει έξω από την κατάψυξη,γιατί παίρνει θερμότητα από το περιβάλλον.Το φαινόμενο αυτό,κατά το οποίο ένα στερεό μετατρέπεται σε υγρό,λέγεται τήξη.
Τήξη ονομάζεται το φαινόμενο της μετατροπής στερεού υλικού σε υγρό
 Τήξη ονομάζεται το φαινόμενο της μετατροπής στερεού υλικού σε υγρό.Η Τήξη αποτελεί μια από τις αλλαγές φάσεων της φυσικής μορφής της ύλης.Τα παράγωγα της τήξης καλούνται τήγματα.
Melting icecubes.gif
Η τήξη του νερού σε  ένα ποτήρι
 Καθώς θερμαίνεται ένα στερεό τα σωματίδιά του που συγκροτούν αυτό αρχίζουν να ταλαντώνονται όλο και ταχύτερα.Έτσι σιγά σιγά υπερνικούν τις μεταξύ τους ελκτικές δυνάμεις που τα συγκρατούν στις πρότερες θέσεις ισορροπίας τους με αποτέλεσμα το στερεό να λιώνει.

ΣΗΜΕΙΟ ΤΗΞΕΩΣ

 Τοποθετούμε τριμμένα παγάκια σ' ένα δοχείο και μέσα σε αυτά βυθίζουμε ένα θερμόμετρο και το τοποθετούμε σε εστία θέρμανσης.Η θερμοκρασία του πάγου αρχίζει να αυξάνεται.Όταν φθάσει στους 0 °C,τότε ο πάγος αρχίζει να λιώνει,οπότε εμφανίζεται και νερό μέσα στο ποτήρι.Παρατηρούμε ότι μέχρι να λιώσει όλος ο πάγος,η θερμοκρασία του μείγματος νερού-πάγου διατηρείται σταθερή στους 0 °C.Η θερμοκρασία αυτή ονομάζεται θερμοκρασία ή σημείο τήξης του πάγου.Μόλις λιώσει όλος ο πάγος,η θερμοκρασία του νερού αρχίζει να αυξάνεται.
Σημείο τήξης ή θερμοκρασία τήξης ονομάζεται η θερμοκρασία στην οποία αλλάζει φάση μια καθαρή ουσία μεταβαίνοντας από την στερεά κατάσταση στην υγρή κατάσταση
 Σημείο τήξης ή θερμοκρασία τήξης ονομάζεται η θερμοκρασία στην οποία αλλάζει φάση μια καθαρή ουσία μεταβαίνοντας από την στερεά κατάσταση στην υγρή κατάσταση.Είναι η θερμοκρασία εκείνη στην οποία συνυπάρχουν σε ισορροπία τόσο η στερεά όσο και η υγρή κατάσταση μιας ουσίας.
 Για να μελετήσουμε πειραματικά την τήξη,χρησιμοποιούμε την συσκευή του παρακάτω σχήματος.Ο δοκιμαστικός σωλήνας περιέχει σκόνη ναφθαλίνης και βρίσκεται μέσα σε έναν άλλο σωλήνα που είναι βυθισμένος στο νερό του δοχείου.
Τήξη της ναφθαλίνης
 Όταν θερμαίνουμε τη συσκευή αυτή με τη φλόγα ενός λύχνου,η ναφθαλίνη θερμαίνεται αργά εξαιτίας του σωλήνα και του αέρα που περιέχει αυτός.Με το θερμόμετρο μετράμε τη θερμοκρασία της ναφθαλίνης.
 Κατά τη διάρκεια της θερμάνσεως παρατηρούμε τα ακόλουθα:Στην αρχή η ναφθαλίνη είναι στερεή και η θερμοκρασία της μεγαλώνει σιγά σιγά.Όταν η θερμοκρασία της γίνει 80°C αρχίζει η τήξη της.Η θερμοκρασία της ναφθαλίνης παραμένει σταθερή στους 80°C σε όλη τη χρονική διάρκεια της τήξεως.Όταν τελειώσει η τήξη όλης της ναφθαλίνης,η θερμοκρασία της αυξάνεται πάλι σιγά σιγά.
Μεταβολή της θερμοκρασίας του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο κατά το πείραμα της τήξεως
 Αν κατά την διάρκεια του πειράματος μετράμε τη θερμοκρασία π.χ. κάθε 1 min,μπορούμε να κατασκευάσουμε το διάγραμμα της θερμοκρασίας με το χρόνο του παραπάνω σχήματος.


ΠΗΞΗ
ΠΗΞΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Το νερό που βάζουμε στην κατάψυξη του ψυγείου μας γίνεται πάγος γιατί χάνει θερμότητα.
Το νερό που βάζουμε στην κατάψυξη του ψυγείου μας γίνεται πάγος γιατί χάνει θερμότητα
  Το φαινόμενο αυτό,κατά το οποίο ένα υγρό μετατρέπεται σε στερεό,λέγεται πήξη.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΠΗΞΗΣ

  Πήξη ονομάζεται το φαινόμενο της μετατροπής ενός υγρού σε στερεό.Η πήξη αποτελεί μια από τις αλλαγές φάσεων της φυσικής μορφής της ύλης.
  Όταν ψύχεται ένα υγρό, οι δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων που το συγκροτούν, γίνονται όλο και πιο ισχυρές καθώς μειώνεται η κίνησή των μορίων έτσι ώστε στο τέλος το υγρό στερεοποιείται.
Πήξη ονομάζεται το φαινόμενο της μετατροπής ενός υγρού σε στερεό
  Τοποθετούμε ένα δοχείο με νερό μέσα σε μια λεκάνη με πάγο θερμοκρασίας -10 °C .Παρατηρούμε ότι η θερμοκρασία του νερού μειώνεται.Όταν φθάσει στους 0 °C,το νερό αρχίζει να γίνεται στερεό, δηλαδή πάγος. Αυτή η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή μέχρι να γίνει πάγος όλο το νερό. Την ονομάζουμε θερμοκρασία πήξης του νερού.

ΣΗΜΕΙΟ ΠΗΞΗΣ

  Σημείο ή θερμοκρασία πήξης ονομάζεται η θερμοκρασία κατά την οποία ένα σώμα περνά από την υγρή κατάσταση σε στερεή.
Σημείο ή θερμοκρασία πήξης ονομάζεται η θερμοκρασία κατά την οποία ένα σώμα περνά από την υγρή κατάσταση σε στερεή.
  Για να μελετήσουμε πειραματικά την πήξη,βάζουμε το σύστημα των σωλήνων με την υγρή ναφθαλίνη μέσα στο ψυχρό νερό.Κατά τη διάρκεια της ψύξεως παρατηρούμε τα εξής:Στην αρχή η ναφθαλίνη είναι υγρή και η θερμοκρασία της ελαττώνεται προοδευτικά ώσπου να γίνει 80°C ,οπότε αρχίζει η πήξη της.Σε όλη τη χρονική διάρκεια της πήξεως η θερμοκρασία παραμένει σταθερή80°C),ώσπου να γίνει όλη η ναφθαλίνη στερεή.Κατόπιν η θερμοκρασία αρχίζει και πάλι να ελαττώνεται  προοδευτικά.
Μεταβολή της θερμοκρασίας του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο κατά το πείραμα της πήξεως
  Η μεταβολή αυτής της θερμοκρασίας της ναφθαλίνης,σε συνάρτηση με το χρόνο,φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα.
  Η πήξη ειδικά στη μεταλλουργία αποτελεί μείζονος σημασίας στάδιο τόσο στη διαδικασία της χύτευσης όσο και της συγκόλλησης μετάλλων και κραμάτων όπου παρεμβαίνουν πολλοί παράμετροι στη διαδικασία του μετασχηματισμού τους, όπως π.χ. μεταβολή του όγκου τους, η ανακατανομή των δομικών μονάδων τους κ.λπ.

ΝΟΜΟΙ ΤΗΞΕΩΣ - ΠΗΞΕΩΣ

  Από τα πειράματα που αναφέραμε μπορούμε να βγάλουμε τα παρακάτω συμπεράσματα που αποτελούν τους νόμους της τήξεως και της πήξεως.
α) Όταν η πίεση είναι σταθερή,η τήξη(ή η πήξη) ενός σώματος αρχίζει σε ορισμένη θερμοκρασία,που είναι χαρακτηριστική για κάθε σώμα και λέγεται θερμοκρασία ή σημείο τήξεως (ή πήξεως).
β) Όσο διαρκεί η τήξη(ή η πήξη),η θερμοκρασία παραμένει σταθερή και ίση με το σημείο τήξεως(ή πήξεως)
γ) Όσο διαρκεί η τήξη(ή η πήξη) συνυπάρχουν η υγρή και στερεή κατάσταση του σώματος.
δ) Για ένα ορισμένο σώμα η θερμοκρασία τήξεως είναι ίδια με την θερμοκρασία πήξεως.
ε) Η θερμοκρασία τήξης (ή πήξεως) εξαρτάται από το υλικό του σώματος.
στ) Ο όγκος του σώματος, κατά την διάρκεια του φαινομένου τήξης(ή πήξεως), αλλάζει.


ΒΡΑΣΜΟΣ
ΒΡΑΣΜΟΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Έχουμε μια πειραματική διάταξη που αποτελείται από ένα ανοιχτό δοχείο που περιέχει νερό και από ένα θερμόμετρο που μετράει τη θερμοκρασία του νερού.Θερμαίνουμε το δοχείο και παρατηρούμε τα ακόλουθα:Στην αρχή της θερμάνσεως,η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται και όταν γίνει περίπου 50 °C εμφανίζονται μικρές φυσαλίδες που σπάζουν όταν φθάσουν στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού.Οι φυσαλίδες αυτές περιέχουν τον αέρα που ήταν διαλυμένος στο νερό.

Ένα ανοιχτό δοχείο που περιέχει νερό και από ένα θερμόμετρο που μετράει τη θερμοκρασία του νερού
  Ύστερα,και ενώ η θερμοκρασία του νερού συνεχίζει να αυξάνεται, σχηματίζονται κοντά στον πυθμένα του δοχείου μικρές φυσαλίδες που περιέχουν ατμό.Οι φυσαλίδες αυτές δε φθάνουν ως την ελεύθερη επιφάνεια του νερού,γιατί,καθώς ανεβαίνουν,συναντούν ψυχρότερα στρώματα νερού και ο ατμός τους υγροποιείται.Έτσι οι φυσαλίδες εξαφανίζονται παράγοντας ένα χαρακτηριστικό ήχο που αποτελεί προμήνυμα του βρασμού.
  Όταν η θερμοκρασία του νερού φθάσει στους 100 °C,παράγονται σε όλη τη μάζα του νερού μεγαλύτερες φυσαλίδες ατμού.Οι φυσαλίδες αυτές φθάνουν ως την ελεύθερη επιφάνεια του νερού και εκεί σπάζουν δημιουργώντας σ'αυτήν αναταραχή.Από τη στιγμή αυτή αρχίζει ο βρασμός του νερού.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΒΡΑΣΜΟΥ

   Άρα:
  Βρασμός ονομάζεται η γρήγορη παραγωγή ατμών από όλη τη μάζα ενός υγρού με μορφή φυσαλίδων.
  Ο βρασμός αποτελεί  μια από τις αλλαγές φάσεων της φυσικής μορφής της ύλης.Διακρίνεται από την εξάτμιση από το γεγονός ότι στο βρασμό έχουμε δημιουργία φυσαλίδων αερίου σε όλο τον όγκο του υγρού,ενώ στην εξάτμιση έχουμε διαφυγή μορίων του υγρού μόνο από την επιφάνειά του.
Tα μόρια του υγρού δεν είναι σταθερά μεταξύ τους συνδεδεμένα, όπως στα στερεά, αλλά είναι πιο ελεύθερα   
  Καθώς θερμαίνεται ένα υγρό τα σωματίδιά του που συγκροτούν αυτό αρχίζουν να ταλαντώνονται όλο και ταχύτερα.Έτσι σιγά σιγά υπερνικούν τις μεταξύ τους ελκτικές δυνάμεις που τα συγκρατούν στις πρότερες θέσεις ισορροπίας τους με αποτέλεσμα το υγρό ν' αρχίζει να βράζει. 
Κατά την διάρκεια του βρασμού μερικά μόρια αποκολούνται από την υπόλοιπη μάζα με τη μορφή του ατμού και να αιωρούνται στον αέρα
  Ο βρασμός είναι μια τυπική περίπτωση μετατροπής μιας μορφής ενέργειας σε κάποια άλλη.Στην περίπτωση του βρασμού η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική, δηλαδή αρχίζει να κινεί τα μόρια του υγρού.Όπως είναι γνωστό,τα μόρια του υγρού δεν είναι σταθερά μεταξύ τους συνδεδεμένα,όπως π.χ. στο ξύλο ή στο σίδερο,αλλά είναι πιο ελεύθερα. 
Βρασμός μιας λίμνης
  Όσο αυξάνεται η θερμοκρασία ενός υγρού, τόσο περισσότερο αυξάνεται και η κίνηση των μορίων που το αποτελούν.Σε κάποια στιγμή η δύναμη που συνδέει τα διάφορα μόρια μεταξύ τους θα είναι μικρότερη από τη δύναμη που αποκτούν τα μόρια με την κίνηση.Αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα να αρχίσουν μερικά μόρια να αποκολλούνται από την υπόλοιπη μάζα με τη μορφή του ατμού και να αιωρούνται στον αέρα.
Στην περίπτωση του βρασμού η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική 
  Υπάρχουν διάφορα είδη βρασμών.Αν πέσει νερό σε μια επιφάνεια που έχει θερμοκρασία μεγαλύτερη από εκείνη που έχει το νερό, τότε θα αρχίσει το νερό να θερμαίνεται στα σημεία εκείνα που ακουμπούν πάνω στη ζεστή επιφάνεια, ανεξάρτητα από το ποια θερμοκρασία μπορεί να έχει ο υπόλοιπος όγκος του νερού.Όταν ο βρασμός γίνεται π.χ. με τη βοήθεια του ηλεκτρικού ρεύματος, τότε ο βρασμός γίνεται σ' όλο τον όγκο του νερού και σχηματίζονται φυσαλίδες επίσης από όλο τον όγκο του νερού, σ' αντίθεση με την προηγούμενη περίπτωση που σχηματίζονται φυσαλίδες μόνο στην επιφάνεια που άμεσα θερμαίνεται. 

ΝΟΜΟΙ ΒΡΑΣΜΟΥ

  Αν κατά την εκτέλεση του πειράματος η ατμοσφαιρική πίεση παραμένει σταθερή και σημειώνουμε τη θερμοκρασία τη θερμοκρασία του νερού,π.χ. κάθε 1 min,μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα διάγραμμα της μεταβολής της θερμοκρασίας του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο κατά το πείραμα του βρασμού.
Διάγραμμα της μεταβολής της θερμοκρασίας του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο κατά το πείραμα του βρασμού
  Όταν η πίεση που επικρατεί στην ελεύθερη επιφάνεια ενός υγρού είναι σταθερή:
α) Ο βρασμός του υγρού αρχίζει σε ορισμένη θερμοκρασία που είναι χαρακτηριστική για κάθε υγρό και για κάθε πίεση και λέγεται θερμοκρασία βρασμού ή σημείο ζέσεως.
β) Όσο διαρκεί ο βρασμός,η θερμοκρασία παραμένει σταθερή και ίση με το σημείο ζέσεως.
Το σημείο ζέσεως του νερού
 Το σημείο ζέσεως είναι το οριακό σημείο θερμοκρασίας που μπορεί να αναπτυχθεί σε μια καθαρή ουσία σε κανονικές συνθήκες.Συνεπώς όσο και να εξακολουθεί να βράζει η ουσία αυτή η θερμοκρασία της μάζας της δεν υπερβαίνει το σημείο αυτό.
  Κανονικό σημείο ζέσεως ονομάζεται το σημείο ζέσεως όπου η πίεση που επικρατεί στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού είναι ίση με την κανονική ατμοσφαιρική πίεση (1 atm).Το πείραμα που αναφέραμε αποδεικνύει ότι το κανονικό σημείο ζέσεως του νερού είναι 100 °C.
Το βράσιμο του φαγητού 
  Ο βρασμός χρησιμοποιείται καθημερινά από τον άνθρωπο και έχει μεγάλο φάσμα εφαρμογών,από το βράσιμο του φαγητού μέχρι την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή κίνησης.Στη Μεταλλουργία ο όρος βρασμός χαρακτηρίζει τη διαδικασία του καθαρισμού των μετάλλων από τις διάφορες προσμίξεις ή ακόμα και τον μεταξύ τους διαχωρισμό που γίνεται δια της εξαέρωσης,όπως π.χ. συμβαίνει στο καθαρισμό του υδραργύρου,ή του ψευδαργύρου κ.ά.


ΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗ
ΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Όταν ο αέρας που εκπνέουμε έρθει σε επαφή με μία ψυχρή γυάλινη επιφάνεια,σχηματίζονται πάνω σ'αυτή σταγονίδια νερού.
Όταν ο αέρας που εκπνέουμε έρθει σε επαφή με μία ψυχρή γυάλινη επιφάνεια,σχηματίζονται πάνω σ'αυτή σταγονίδια νερού
 Αυτό συμβαίνει γιατί οι υδρατμοί,που βρίσκονται στον αέρα που εκπνέουμε,ψύχονται στη γυάλινη επιφάνεια και μετατρέπονται σε νερό.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗΣ

 Το φαινόμενο αυτό,που είναι αντίστροφο της εξαέρωσης,λέγεται υγροποίηση.Επομένως:
  Υγροποίηση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα αέριο ή ατμός μετατρέπεται σε υγρό.
Υγροποίηση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα αέριο ή ατμός μετατρέπεται σε υγρό
  Οι υδρατμοί υγροποιούνται στους 100 °C, δηλαδή σε θερμοκρασία ίση με τη θερμοκρασία βρασμού.   
 Η υγροποίηση ενός αερίου, ανάλογα με τη φύση του, μπορεί να πραγματοποιηθεί με ψύξη, συμπίεση ή με συνδυασμένη ψύξη και συμπίεση.
α) Με ψύξη. Η υγροποίηση αερίου με απλή ψύξη πετυχαίνεται σε ατμούς πτητικών υγρών τα οποία σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση μπορούν να υγροποιηθούν. Εφαρμογή της μεθόδου αυτής έχουμε στην απόσταξη.
β) Με συμπίεση. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται κυρίως σε αέρια που υγροποιούνται σε συνηθισμένες θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις.
γ) Με συνδυασμένη ψύξη και συμπίεση. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στα αέρια που δεν υγροποιούνται μόνο με ψύξη ή μόνο με συμπίεση, όπως π.χ. το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο κλπ.

ΑΠΟΣΤΑΞΗ

  Υπάρχουν όμως και μερικά φυσικά αέρια,όπως για παράδειγμα το οξυγόνο και το άζωτο,που υγροποιούνται δύσκολα,γιατί χρειάζονται συμπίεση και ψύξη συγχρόνως.Η υγροποίηση των ατμών με ψύξη βρίσκει εφαρμογή στην απόσταξη.
 Απόσταξη ονομάζεται η μέθοδος με την οποία απομονώνεται ένα υγρό συγκεκριμένου σημείου βρασμού από ένα μίγμα.
Η υγροποίηση των ατμών με ψύξη βρίσκει εφαρμογή στην απόσταξη  
  Κατά την υγροποίηση των αερίων υπάρχουν ορισμένα χαρακτηριστικά μεγέθη για κάθε αέριο, που ονομάζονται κρίσιμες σταθερές του αερίου. Οι κρίσιμες σταθερές του είναι η κρίσιμη θερμοκρασία, η κρίσιμη πίεση, ο κρίσιμος όγκος και η κρίσιμη πυκνότητα.
 Κρίσιμη θερμοκρασία ενός σώματος ονομάζεται η χαρακτηριστική του θερμοκρασία, πάνω από την οποία το αέριο υπάρχει πάντοτε σε αέρια κατάσταση. Στην κρίσιμη θερμοκρασία είναι δυνατή η υγροποίηση του, όταν η πίεση και ο όγκος του πάρουν τις κρίσιμες τιμές. Κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία η υγροποίηση του αερίου είναι δυνατή και μόνο με συμπίεση. Η κρίσιμη λοιπόν θερμοκρασία είναι ένα διαχωριστικό όριο μεταξύ αερίου και υγρού.
  Η υγροποίηση είναι αποτέλεσμα της αύξησης των δυνάμεων συνοχής μεταξύ των μορίων του αέριου λόγω συμπίεσης και της ελάττωσης της κινητικότητας τους λόγω ψύξης.Η υγροποίηση συνοδεύεται από έκλυση θερμότητας.
  Κατά την τήξη, την πήξη, το βρασμό και την υγροποίηση η κατάσταση των σωμάτων αλλάζει. Αυτές οι αλλαγές ονομάζονται αλλαγές κατάστασης.Θερμότητα τήξης και βρασμού

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΤΗΞΗΣ ΚΑΙ ΒΡΑΣΜΟΥ
ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΤΗΞΗΣ ΚΑΙ ΒΡΑΣΜΟΥ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Τα κομμάτια πάγου λιώνουν,όταν εκτεθούν σε περιβάλλον υψηλότερης θερμοκρασίας, για παράδειγμα στον αέρα.Τότε,θερμότητα μεταφέρεται από τον αέρα στον πάγο.Αντίθετα,κατά την πήξη μεταφέρεται θερμότητα από το νερό προς το περιβάλλον του.
Τα κομμάτια πάγου λιώνουν,όταν εκτεθούν σε περιβάλλον υψηλότερης θερμοκρασίας
  Γενικά, όταν θερμότητα μεταφέρεται σε ένα στερεό σώμα (για παράδειγμα όταν το θερμαίνουμε με ένα λύχνο),η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται μέχρι να φτάσει στη θερμοκρασία τήξης.Τότε το σώμα τήκεται (λιώνει),ενώ η θερμοκρασία του παραμένει σταθερή,μέχρι να μετατραπεί εξολοκλήρου σε υγρό.Όταν θερμότητα μεταφέρεται από ένα υγρό προς το περιβάλλον του (για παράδειγμα,όταν αυτό βρίσκεται μέσα σε έναν καταψύκτη),η θερμοκρασία του υγρού ελαττώνεται μέχρι να φτάσει στη θερμοκρασία πήξης.Τότε το υγρό στερεοποιείται (πήζει),ενώ η θερμοκρασία του διατηρείται σταθερή μέχρι να μετατραπεί εξ ολοκλήρου σε στερεό.

ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

  Όταν σε ένα υγρό μεταφέρεται θερμότητα (για παράδειγμα,όταν το θερμαίνουμε με ένα λύχνο),η θερμοκρασία του υγρού αυξάνεται μέχρι να φτάσει στη θερμοκρασία βρασμού.Τότε,το υγρό μετατρέπεται σε αέριο,ενώ η θερμοκρασία του καθ' όλη τη διάρκεια της μετατροπής παραμένει σταθερή.Αντιθέτως,όταν από ένα αέριο μεταφέρεται θερμότητα προς το περιβάλλον,η θερμοκρασία του αερίου αρχικά μειώνεται.Όταν γίνει ίση με τη θερμοκρασία βρασμού, αρχίζει να υγροποιείται,η θερμοκρασία του παραμένει σταθερή,ενώ θερμότητα εξακολουθεί να μεταφέρεται προς το περιβάλλον.
Λανθάνουσα θερμότητα ονομάζεται το ποσό της θερμότητας που απαιτείται για την μετατροπή 1 Kg νερού θερμοκρασίας βρασμού σε ατμό ίδιας θερμοκρασίας
  Λανθάνουσα θερμότητα ονομάζεται το ποσό της θερμότητας που απαιτείται για την μετατροπή 1 Kg νερού θερμοκρασίας βρασμού σε ατμό ίδιας θερμοκρασίας.
 Φέρεται με την ονομασία αυτή επειδή λανθάνει τρόπο τινά της προσοχής μη γενόμενη αντιληπτή σε προσαρμοσμένο θερμόμετρο που συνεχίζει να παρουσιάζει σταθερά τη θερμοκρασία βρασμού.

ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΤΗΞΗΣ

  Γενικά, όταν θερμότητα μεταφέρεται σε ένα στερεό ή υγρό σώμα,χωρίς να αλλάζει η κατάστασή του,τότε η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται.Κατά τη διάρκεια όμως της τήξης ή του βρασμού η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή αν και στο σώμα μεταφέρεται θερμότητα.Η θερμότητα που μεταφέρεται σε ένα στερεό σώμα κατά την τήξη του,είναι ανάλογη της μάζας του σώματος και εξαρτάται από το υλικό από το οποίο αποτελείται το σώμα:

                                                                                     Q = LT  m

όπου: 
η συνολική ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται στο σώμα για να μετατραπεί όλη η μάζα του m σε υγρό ίδιας θερμοκρασίας. 
LT η λανθάνουσα θερμότητα τήξης.
  Η λανθάνουσα θερμότητα τήξης εξαρτάται από το υλικό.Το LT εκφράζει την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την πλήρη τήξη 1 kg από το υλικό.
α) Κατά τη διάρκεια της τήξης του πάγου, μεταφέρεται θερμότητα από τη φλόγα στον πάγο. Όμως η θερμοκρασία του πάγου παραμένει σταθερή. 
β) Κατά τη διάρκεια του βρασμού του νερού, μεταφέρεται θερμότητα από τη φλόγα στο νερό. Όμως η θερμοκρασία του νερού παραμένει σταθερή.
  Λέγεται λανθάνουσα θερμότητα,διότι η απορρόφησή της δεν αυξάνει τη θερμοκρασία του υλικού, αλλά ξοδεύεται στην μετατροπή του από στερεό σε υγρό.Καθ' όλη τη διάρκεια της τήξης,η θερμοκρασία του υλικού παραμένει σταθερή και ίση με τη θερμοκρασία τήξης.
 Τώρα θα μελετήσουμε τη μικροσκοπική ερμηνεία της λανθάνουσας θερμότητας.Σε ένα στερεό σώμα,τα μόρια βρίσκονται διατεταγμένα σε καθορισμένες θέσεις, σχηματίζοντας ένα πλέγμα (με εξαίρεση τα άμορφα στερεά,όπως το γυαλί) και εκτελούν μόνο μικρές ταλαντώσεις γύρω από τις θέσεις ισορροπίας τους στο πλέγμα.Μικροσκοπικά,η θερμοκρασία ερμηνεύεται ως η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του σώματος κατά την άτακτη κίνησή τους.Κατά τη διάρκεια της θέρμανσης ενός στερεού, τα μόρια του σώματος απορροφούν θερμική ενέργεια,με αποτέλεσμα να αυξάνει κατά μέσο όρο το πλάτος της ταλάντωσης τους και να μεγαλώνουν οι αποστάσεις τους στο πλέγμα.Όταν φτάσει το σώμα στη θερμοκρασία τήξης,τα μόριά του απορροφούν αρκετή ενέργεια ώστε να αποδεσμευτούν από το πλέγμα και να μεταβούν στην υγρή κατάσταση.

ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΒΡΑΣΜΟΥ

  Αντίστοιχα,η ποσότητα της θερμότητας που μεταφέρεται σε ένα υγρό σώμα κατά το βρασμό,είναι ανάλογη της μάζας του σώματος και εξαρτάται από το υλικό από το οποίο αποτελείται το σώμα:

                                                                                      Q=LB

όπου: 
Q η συνολική ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται στο σώμα για να μετατραπεί όλη η μάζα του m σε αέριο ίδιας θερμοκρασίας. 
Lη λανθάνουσα θερμότητα βρασμού. 
  Η λανθάνουσα θερμότητα βρασμού εξαρτάται από το υλικό.Το Lεκφράζει την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την πλήρη εξαέρωση 1 kg από το υλικό.
  Ο παρακάτω πίνακας μας δείχνει τις θερμοκρασίες και λανθάνουσες θερμότητες τήξης και βρασμού διάφορων υλικών.

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ΚΑΙ ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΕΣ ΤΗΞΗΣ-ΒΡΑΣΜΟΥ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΥΛΙΚΩΝ
ΥλικόΘερμοκρασία τήξης °CΘερμότητα τήξης (LT)
103 J/kg ή J/gr
Θερμοκρασία βρασμού °CΘερμότητα βρασμού (LB)
103 J/kg ή J/gr
Ήλιο-2705,23-26921
Άζωτο-21025,5-196201
Οξυγόνο-21913,8-183213
Οινόπνευμα-11410478854
Υδράργυρος-3911,8357272
Νερό03341002256
Μόλυβδος32724,51750871
Αλουμίνιο66090245011400
Χρυσός106364,526601578
Χαλκός108313411875070
Βολφράμιο33705900


ΕΞΑΧΝΩΣΗ
ΕΞΑΧΝΩΣΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Για να προστατεύσουμε τα μάλλινα ρούχα από το σκόρο,χρησιμοποιούμε κρυστάλλους ναφθαλίνης.Οι κρύσταλλοι αυτοί ύστερα από μερικούς μήνες μικραίνουν ή και εξαφανίζονται.Αυτό συμβαίνει γιατί η ναφθαλίνη μετατρέπεται κατευθείαν σε ατμούς,δηλαδή μετατρέπεται σε αέριο.
Η ναφθαλίνη μετατρέπεται κατευθείαν σε ατμούς  
 Μέσα σ' ένα δοχείο από πορσελάνη θερμαίνουμε ήπια κρυστάλλους ιωδίου. Παρατηρούμε ότι το στερεό ιώδιο μετατρέπεται απευθείας σε αέριο χωρίς να περάσει από την υγρή κατάσταση.
Το στερεό ιώδιο μετατρέπεται απευθείας σε αέριο χωρίς να περάσει από την υγρή κατάσταση
  Μερικά στερεά, όπως το στερεό διοξείδιο του άνθρακα (ξηρός πάγος) και οι κρύσταλλοι της ναφθαλίνης, μεταβαίνουν απευθείας από τη στερεά στην αέρια κατάσταση.Τα φαινόμενα αυτά λέγονται εξάχνωση.Σε ξηρό περιβάλλον και με έντονη ηλιακή ακτινοβολία το χιόνι και ο πάγος επίσης εξαχνώνονται.Το αντίθετο συμβαίνει όταν υδρατμοί βρεθούν σε ψυχρό αέρα, οπότε σχηματίζεται στερεό χιόνι.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΞΑΧΝΩΣΗΣ

   Επομένως:
 Εξάχνωση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ένα στερεό μετατρέπεται απ΄ ευθείας σε αέριο χωρίς να μεσολαβήσει  από την ενδιάμεση υγροποίηση.
Εξάχνωση ξηρού πάγου
  Αποτελεί μια από τις αλλαγές φάσεων της φυσικής μορφής της ύλης .Κάτω από κανονικές συνθήκες πίεσης οι περισσότερες χημικές ενώσεις, και γενικά τα περισσότερα στερεά, σε διαφορετικές θερμοκρασίες βρίσκονται σε διαφορετική κατάσταση ύλης.Στα σώματα αυτά η μετάβαση από την στερεά στην αέρια κατάσταση γίνεται αφού το σώμα ή η ουσία μεταβεί πρώτα στην υγρή κατάσταση.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΞΑΓΝΩΣΗΣ

 Εξάχνωση παρατηρείται στη ναφθαλίνη,στο ιώδιο,στον πάγο,στο στερεό διοξείδιο του άνθρακα,στην καμφουρά κ.λπ.
Η εξάχνωση του κομήτη Χάλλεϋ
  Οι ατμοί που παράγονται από την εξάχνωση μπορεί να είναι κορεσμένοι ή ακόρεστοι.
Παράδειγμα συσκευής εξάχνωσης. Συνήθως κρύο νερό κυκλοφορείται σε δοκιμαστικό σωλήνα ώστε να γίνει δυνατή η απόθεση του επιθυμητού μίγματος.
1 Είσοδος νερού ψύξης
2 Έξοδος νερού ψύξης
3 Κενό/Σωλήνας αερίου
4 Θάλαμος εξάχνωσης
5 Εξαχνωμένο μίγμα
6 Αργό υλικό
7 Εξωτερική θέρμανση
  Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως καταστρέφονται,δηλαδή καίγονται,γιατί το λεπτό σύρμα βολφραμίου που περιέχουν παθαίνει εξάχνωση εξαιτίας της μεγάλης θερμοκρασίας του.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΕΞΑΓΝΩΣΗΣ

  Η εξάχνωση έχει χρήσιμη πρακτική εφαρμογή, γιατί μπορούμε μ' αυτή ν' αφαιρέσουμε από ένα στερεό σώμα τις ξένες ουσίες που είναι ανακατεμένες μ' αυτό, όπως το ακάθαρτο αμμωνιακό άλας, να πάρουμε το καθαρό άλας κλπ. 
Η εξάχνωση έχει χρήσιμη πρακτική εφαρμογή, γιατί μπορούμε μ' αυτή ν' αφαιρέσουμε από ένα στερεό σώμα τις ξένες ουσίες που είναι ανακατεμένες μ' αυτό
   Για κάθε ουσία η εξάχνωση μπορεί να επιτευχθεί σε συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας στις οποίες η συγκεκριμένη ουσία δεν μπορεί να βρεθεί σε υγρή κατάσταση.Οι συνθήκες αυτές καθορίζονται από το τριπλό σημείο της. Η εξάχνωση χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό χημικών ενώσεων οι οποίες έχουν υψηλή θερμοκρασία βρασμού με αποτέλεσμα να είναι ασύμφορη η απόσταξη τους.Στον καθαρισμό των οργανικών ενώσεων συνήθως χρησιμοποιείται αντλία κενού καθώς το τριπλό σημείο της πλειονότητας των οργανικών ενώσεων βρίσκεται σε πίεση μικρότερη από την ατμοσφαιρική.


ΤΑ ΣΚΑΛΟΠΑΤΙΑ ΤΩΝ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

  Στο παρακάτω σχήμα παριστάνεται γραφικά η θερμοκρασία 1 Kg H2Ο (νερού) αρχικής θερμοκρασίας -10 °C σε συνάρτηση με τη θερμότητα που μεταφέρεται από το περιβάλλον σε αυτό.Το διάγραμμα αποτελείται από 5 διαφορετικές περιοχές.
Η γραφική παράσταση της θερμοκρασίας 1 Kg H2Ο (νερού) αρχικής θερμοκρασίας -10 °C σε συνάρτηση με τη θερμότητα που μεταφέρεται από το περιβάλλον σε αυτό
α) Αύξηση της θερμοκρασίας του πάγου από την αρχική Θπ=-10 °C στη θερμοκρασία τήξης θΤ=0 °C. Η θερμότητα που απορροφάται από τον πάγο είναι:

                                           Qπ = cπ• m • (θΤ - θπ )

β) Η θερμοκρασία του μείγματος του υγρού νερού και του πάγου διατηρείται σταθερή ίση με θτ. Είναι το σκαλοπάτι της τήξης. Η θερμότητα είναι ίση με τη θερμότητα τήξης:

                                          QT=m • LT

γ) Η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται από θT μέχρι τη θερμοκρασία βρασμού θ. Η θερμότητα που απορροφάται από το νερό είναι:

                                          Qv=cv • m • (θβ - θτ )

δ) Η θερμοκρασία του μείγματος του νερού και των υδρατμών διατηρείται σταθερή και ίση με θβ. Είναι το σκαλοπάτι του βρασμού. Η θερμότητα που απορροφά το νερό είναι ίση με τη θερμότητα βρασμού:

                                          Qβ=m • L

ε) Η θερμοκρασία των υδρατμών αυξάνεται.




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ------------ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π.------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ------------ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 ------------ Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 ------------ Email : sterpellis@gmail.com

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π. ------------------------------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 Email : sterpellis@gmail.com