Skupenské teplo

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

K vyvolaniu prechodu zložky z jednej fázy do inej fázy je nutné látke dodať (resp. látke odobrať) určité množstvo tepla. Toto množstvo tepla, ktoré je nutné pridať alebo odobrať látke sa nazýva skupenské teplo. Množstvo tepla, ktoré je nutné pridať či odobrať 1 kilogramu látky sa nazýva merným skupenským teplom. Množstvo tepla, ktoré je nutné pridať (resp. odobrať) 1 mólu látky sa nazýva molárnym skupenským teplom.

Označovanie[upraviť | upraviť zdroj]

Skupenské teplá[upraviť | upraviť zdroj]

Výpočet[upraviť | upraviť zdroj]

Podľa prvej termodynamickej vety zodpovedá skupenské teplo zmene vnútornej energie zväčšené o prácu, ktorú sústava pri skupenskej premene vykoná. Ak označíme vnútornú energiu počiatočnej fázy (pre jeden kilogram) ako U_1 a jej objem V_1 a podobne vnútornú energiu konečnej fázy U_2 a objem V_2, potom pre skupenské teplo l dostaneme

l = U_2-U_1+p(V_2-V_1),

kde p je stály tlak, pri ktorom prebehne premena skupenstva. Prvý člen (U_2-U_1) je označovaný ako vnútorné skupenské teplo, pretože sa spotrebuje na zmenu vnútornej energie. Druhý člen p(V_2-V_1) je označovaný ako vonkajšie skupenské teplo. Ide o časť tepla, ktorá sa premení na prácu.

Uvedenú rovnicu je možné upraviť na tvar

l= (U_2+pV_2)-(U_1+pV_1) = I_2-I_1,

kde I_1 a I_2 označuje entalpiu počiatočnej a koncovej fázy. Skupenské teplo je teda rovné zmene entalpie.

Je možné postupovať tiež tým spôsobom, že fázová premena látky za stálej teploty a tlaku považujeme za izotermický vratný dej. V takom prípade je možné rozdiel medzi entropiou počiatočného a koncového stavu zapísať vzťahom

S_2-S_1=\frac{l}{T},

kde S_1, S_2 označuje entropiu počiatočného a koncového stavu a T je teplota.

Porovnaním predchádzajúcich vzťahov je vidieť, že

G_2 = U_2+pV_2-TS_2=U_1+pV_1-TS_1=G_1,

kde G_1 a G_2 označuje voľnú entalpiu počiatočnej a koncovej fázy. Pokiaľ sú teda obidve fázy v rovnováhe, sú si voľné entalpie počiatočnej a koncovej fázy rovné.

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]