Hirdetés
Hirdetés

Halmazállapot-változások, fajhő

6 perc olvasás

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.

Hirdetés

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.

Hirdetés

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).

Hirdetés

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.


Iratkozz fel hírlevelünkre

Értesülj elsőnek a legújabb minőségi tételekről, jegyzetekről és az oldal új funkcióiról!

Sikeres feliratkozás

Valami hiba történt!

Ez is érdekelhet még:
A magyar felvilágosodás irodalmából

Csokonai Vitéz Mihály, Kármán József,  Batsányi János, Bessenyei György A felvilágosodás mint egyetemes, nemzetközi eszmerendszer Európa országaiban eléggé változatos képet mutat....

Pótfelvételizők, figyelem! Fontos határidő jár le ma éjfélkor
Pótfelvételizők, figyelem! Fontos határidő jár le ma éjfélkor

Már nincs sok idő hátra, legkésőbb ma éjfélig kell leadnotok a jelentkezéseteket a 2020-as pótfelvételin, ha szeptembertől egyetemen vagy főiskolán...

Close