ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΤΗΞΗΣ ΚΑΙ ΒΡΑΣΜΟΥ

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: 
Q 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•M 

όπου: 
Q η συνολική ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται στο σώμα για να μετατραπεί όλη η μάζα του m σε αέριο ίδιας θερμοκρασίας. 
LB η λανθάνουσα θερμότητα βρασμού. 
 Η λανθάνουσα θερμότητα βρασμού εξαρτάται από το υλικό.Το LB εκφράζει 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
Υλικό	Θερμοκρασία τήξης °C	Θερμότητα τήξης (LT) 103 J/kg ή J/gr	Θερμοκρασία βρασμού °C	Θερμότητα βρασμού (LB) 103 J/kg ή J/gr
Ήλιο	-270	5,23	-269	21
Άζωτο	-210	25,5	-196	201
Οξυγόνο	-219	13,8	-183	213
Οινόπνευμα	-114	104	78	854
Υδράργυρος	-39	11,8	357	272
Νερό	0	334	100	2256
Μόλυβδος	327	24,5	1750	871
Αλουμίνιο	660	90	2450	11400
Χρυσός	1063	64,5	2660	1578
Χαλκός	1083	134	1187	5070
Βολφράμιο	3370		5900