Удельная теплота фазового перехода воды

Удельная теплота фазового перехода воды показывает, какое количество теплоты необходимо передать или отнять у одного килограмма вещества для изменения его агрегатного состояния при постоянной температуре.

Для процессов плавления льда и кристаллизации воды удельная теплота плавления равна $\lambda = 3{,}33 \cdot 10^5$ Дж/кг.

Для процессов парообразования и конденсации при температуре кипения удельная теплота парообразования составляет $L = 2{,}26 \cdot 10^6$ Дж/кг. Эта величина зависит от вида перехода.

$Q = L \cdot m$

Разбор по случаям

Примеры

Плавление льда. Дано: масса льда $m = 2$ кг, температура $t = 0^\circ\text{C}$, удельная теплота плавления $\lambda = 3{,}33 \cdot 10^5$ Дж/кг.

Решение: для полного превращения льда в воду при температуре плавления используем формулу $Q = \lambda \cdot m$.

Подставляем значения: $Q = 3{,}33 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 6{,}66 \cdot 10^5 \text{ Дж} = 666 \text{ кДж}$.

Ответ: $666 \text{ кДж}$.

Испарение воды. Дано: масса воды $m = 0{,}5$ кг, температура $t = 100^\circ\text{C}$, удельная теплота парообразования $L = 2{,}26 \cdot 10^6$ Дж/кг. Решение: количество теплоты для превращения воды в пар вычисляется по формуле $Q = L \cdot m$.

Выполняем расчет: $Q = 2{,}26 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0{,}5 \text{ кг} = 1{,}13 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 1130 \text{ кДж}$.

Ответ: $1130 \text{ кДж}$.

Частые ошибки

• Путаница между удельной теплотой плавления льда и удельной теплотой парообразования воды при вычислениях.
• Применение формул фазового перехода до того, как вещество нагрелось до температуры плавления или кипения.
• Забывание о том, что во время фазового перехода температура системы остается строго постоянной.

Коротко

Удельная теплота фазового перехода воды является табличным физическим параметром, определяющим энергетические затраты на смену состояния вещества. Правильный выбор значения константы позволяет точно рассчитать количество теплоты при любых тепловых процессах, где фигурирует этот параметр.