§33. Зміна внутрішньої енергії тіла під час теплопередачі (в процесі пароутворення, конденсації і згоряння палива)¹

З курсу фізики 8-го класу ви знаєте, як можна обчислити зміну внутрішньої енергії речовини під час її випаровування чи конденсації. Для перетворення 1 кг рідини в пару за сталої температури треба надати їй кількість теплоти, що дорівнює питомій теплоті пароутворення. Позначають цю величину літерою г і вимірюють у джоулях на кілограм (Дж/кг). Для перетворення m кг рідини в пару треба затратити кількість теплоти

Q = rт. (33.1)

Під час конденсації пари в рідину виділяється така сама кількість теплоти.

Дуже велика питома теплота пароутворення води: 2,256х х10⁶ Дж/кг за температури 100 ⁰С. В інших рідин (спирт, ефір, ртуть, гас тощо) питома теплота пароутворення менша в 3—10 раз.

Перетворення рідини в пару за сталої температури не приводить до збільшення кінетичної енергії молекул, але супроводжується збільшенням потенціальної енергії взаємодії молекул речовини. Адже середня відстань між молекулами газу в багато разів більша, ніж між молекулами рідини.

Задача 1. Яку кількість теплоти треба надати 5 кг льоду, взятого за температури -10 С, щоб його розплавити, а одержану воду нагріти до 100 С і випарити? Питома теплоємність льоду становить 2,1 • 10³ Дж/(кг-К), води 4,2• 10³ Дж/(кг-К), питома теплота плавлення льоду 3,35-10⁵ Дж/кг, питома теплота пароутворення води г = 22,6-10⁵ Дж/кг.

Розв'язання. Надана в розглядуваному випадку кількість теплоти має бути витрачена на зміну внутрішньої енеогії:

Повторюються з певними доповненнями відомості з курсу

фізики 8-го класу.