Skupenské teplo
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skupenské teplo je fyzikální veličina, označuje teplo, které je nutné předat nebo odebrat látce, aby změnila své skupenství (např. vypařila se, roztála, ztuhla).
K vyvolání přechodu nějaké složky z jedné fáze do jiné fáze je tedy nutné látce dodat (popř. odebrat) určité množství tepla. Toto množství tepla, které je nutné přidat nebo odebrat látce se nazývá skupenským teplem. Množství tepla, které je nutné přidat či odebrat 1 kilogramu látky se nazývá měrným skupenským teplem; množství tepla, které je nutné přidat či odebrat 1 molu látky se nazývá molární skupenské teplo.
Obsah |
[editovat] Značení
[editovat] Skupenská tepla
- Skupenské teplo tání
- Skupenské teplo tuhnutí
- Skupenské teplo varu
- Skupenské teplo kondenzace
- Skupenské teplo sublimace
[editovat] Výpočet
Podle první termodynamické věty odpovídá skupenské teplo změně vnitřní energie zvětšené o práci, kterou soustava při skupenské přeměně vykoná. Označíme-li vnitřní energii počáteční fáze (pro jeden kilogram) jako U1 a její objem V1 a podobně vnitřní energii konečné fáze U2 a objem V2, pak pro skupenské teplo l dostaneme
- l = U2 − U1 + p(V2 − V1),
kde p je stálý tlak, při kterém skupenská přeměna proběhne. První člen (U2 − U1) je označován jako vnitřní skupenské teplo, neboť se spotřebuje na změnu vnitřní energie. Druhý člen p(V2 − V1) je označován jako skupenské teplo vnější. Jde o část tepla, která se přemění v práci.
Uvedenou rovnici je možné upravit na tvar
- l = (U2 + pV2) − (U1 + pV1) = I2 − I1,
kde I1 a I2 označuje entalpii počáteční a konečné fáze. Skupenské teplo je tedy rovno změně entalpie.
Lze postupovat také tak, že fázový přechod látky za stálé teploty a tlaku považujeme za izotermický vratný děj. V takovém případě lze rozdíl mezi entropií počátečního a konečného stavu zapsat vztahem
,
kde S1,S2 označuje entropii počátečního a konečného stavu a T je teplota.
Srovnáním předchozích vztahů je vidět, že
- G2 = U2 + pV2 − TS2 = U1 + pV1 − TS1 = G1,
kde G1 a G2 označuje volnou entalpii počáteční a konečné fáze. Pokud jsou tedy obě fáze v rovnováze, jsou si volné entalpie počáteční a konečné fáze rovny.
