A tartalom eléréséhez kérjük, lépj be!
Kezdd itt
Szavas kereső
Szint kereső
Top 10 feltöltő

Top 10 feltöltő


Halmazállapot-változások, fajhő

VN:F [1.9.22_1171]
Értékeld
Beküldő: - Szólj hozzá
Szint: Közép Kedvencekhez
Megnézték:
4625
Nyomtasd
Dátum: 2013-04-24 Küldd tovább
  Letöltés

Négy halmazállapota lehet egy anyagnak: szilárd, cseppfolyós, légnemű, plazma. Ezek közül az első három fordul elő leggyakrabban.

A szilárd testek kristályos szerkezetűek. Alakjuk, és térfogatuk állandó. A részecskéik rezgő mozgást végeznek. Nagyobb hőmérsékleten intenzívebb lesz ez a mozgás.

A folyadékok alakja változó, de térfogata állandó, és nem sokban különbözik a szilárd anyagétól. A részecskék között kohéziós erők vagy más néven Van der Waals-féle erők hatnak. A részecskék úgy helyezkednek el, mint sok egymáson gördülő golyó. Érintkezéskor vonzzák, összenyomáskor pedig taszítják egymást.

A légnemű anyagok (gázok) alakja, és térfogata is változó. A részecskék kitöltik a rendelkezésre álló teret. A fallal, vagy egymással való ütközésig egyenes vonalú egyenletes mozgást végeznek. (lásd: kinetikus gázmodell; 6. tétel)

Gőznek nevezzük, mikor egy gáz nem az ideális gázokhoz hasonlóan viselkedik, mivel közel van a forrásponthoz, vagy a kritikus állapothoz.

Telített gőznek nevezzük, mikor egy zárt térben a folyadékból kilépő, és a lecsapódó részecskék száma megegyezik. Ha a két mennyiség nem azonos, akkor telítetlen gőz keletkezik. A telítettségi állapothoz meghatározott részecskeszám-sűrűség, és (telítési) nyomás tartozik.

Ha a telített gőzt magas hőmérsékletre hozzuk (az egyensúly megtartása mellett) egy idő után eléri a kritikus állapotot. Ekkor a gőz, és a folyadék közötti határ elmosódik, a kettő sűrűsége azonos lesz. Ebben az állapotban a légnemű anyagot gáznak nevezzük. A kritikus állapothoz kritikus hőmérséklet, és kritikus nyomás tartozik. Ezek az értékek anyagonként különböznek. A gázok a kritikus pont alatt gőzként viselkednek, azaz hűtés, és összenyomás esetén cseppfolyósodnak.

A vizek, és az élőlények párologtatnak, így a levegőben vízgőz található, melyet párának nevezünk. A páratartalom a levegőben lévő vízgőz értéke. A páratartalmat higrométerrel mérjük, melyek általában relatív páratartalmat mérnek. A relatív páratartalom azt adja meg, hogy a jelenlegi páratartalom hány százaléka a maximális (telített) páratartalomnak. A max. páratartalmat a hőmérséklet szabja meg.

 

Mennyiségek

Hőkapacitás

A testek közötti hőcsere egyenesen arányos a hőmérséklet-változással. A kettő hányadosa a hőkapacitás.

C = Q / ∆T

Me.: J/K vagy J/°C

 

Fajhő

A testek hőkapacitása egyenesen arányos a test tömegével, és függ az anyagi minőségtől. A kettő hányadosa a fajlagos hőkapacitás, vagyis a fajhő.

c = C / m

c = Q / m*∆T

Me.: J / kg*K vagy J / kg*°C

 

Molhő

C’ = Q / n*∆T

 

Halmazállapot változások

Hőmérséklet, vagy nyomás emelkedésekor:

szilárd → olvadás → folyékony → párolgás → gáz

szilárd → szublimáció → gáz

 

Hőmérséklet, vagy nyomás csökkenésekor:

gáz → lecsapódás vagy kondenzáció → folyadék → fagyás → szilárd

gáz → kicsapódás → szilárd

 

Felvett/leadott hőmennyiség:

Q = L(x) * m

L(x) az anyagra jellemző olvadáshő/fagyáshő vagy párolgáshő/forráshő.

Me.: J/kg vagy kJ/kg

 

Párolgás, mikor a legnagyobb energiájú részecskék a hőmozgás hatására megszűnt kohéziós erők miatt kiválnak a folyadékból. Minden hőmérsékleten létrejöhet. Függ a felülettől, a nyomástól, a hőmérséklettől, a páratartalomtól, és az anyagi minőségtől.

 

Szublimációnak nevezzük, mikor egy szilárd anyag párologtat, tehát az anyag kristályos szerkezetéből válnak ki részecskék.

 

A lecsapódás a párolgás ellentéte.

 

Forrás, olvadás, fagyás: Függ az anyagi minőségtől, és a külső nyomástól. Meghatározott hőmérsékleten megy végbe (olvadáspont-fagyáspont; forráspont). Az amorf testeknek nincs olvadás és fagyáspontjuk. Ezek nagy belső súrlódású folyadékok, amelyek fokozatosan válnak folyékonnyá (pl.: üveg, viasz).

Olvadás, és fagyás közben a test belső energiája nő, illetve csökken, tehát az I. főtétel alapján: ∆E(b) =Q.

Párolgásnál a gáz belső energiája nő, míg a lecsapódásnál a folyadék belső energiája csökken. A folyamatok alatt nem elhanyagolható térfogatváltozás történik, ezért a külső nyomás munkájával is számolni kell: Q = ∆E(b) – W.

 

Fázisátalakulások a természetben

Köd, harmat: A nappali melegebb időben a páratartalom nagyobb lehet, mint éjszaka, így éjszaka lecsapódik a pára egy része.

Dér, zúzmara: A dér a (télen) megfagyott harmat. A zúzmara a vízgőz közvetlen jéggé való lecsapódása.

Ónos eső, jégeső: A jégeső, mikor az eső hideg levegőn keresztül érkezik a talajra, így útközben megfagy. Az ónos eső a túlhűtött esőcseppek hirtelen megfagyásából jön létre. A fagyáshoz a földnek ütközés adja az energiát.

A természetes vízkörforgás egy körfolyamat, fázisátalakulás.


 

Facebook hozzászólok

Facebook hozzászólók

Hozzászólok

Ha szeretnél hozzászólni, lépj be!

Ezt olvastad már?
Az erő – Newton I., II. és III. törvénye

Isaac Newton, angol fizikus nevéhez fűződik a többek között a...

Close