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Calore latente di vaporizzazione vapore acqueo

Calore latente di vaporizzazione vapore acqueo

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1 Esempi di calore latente di vaporizzazione

Esempi di calore latente di vaporizzazione

Il calore latente è la quantità di energia richiesta da una sostanza per cambiare fase da solido a liquido (calore di fusione) o da liquido a gas (calore di vaporizzazione). Bisogna notare che questa energia sotto forma di calore è spesa per il cambiamento di fase e non per un aumento della temperatura.

Quando si applica del calore a un cubetto di ghiaccio, la sua temperatura aumenta fino a raggiungere 0 °C (temperatura di cambiamento di stato); da quel momento in poi, anche se gli si applica ancora del calore, la temperatura non cambierà finché non si sarà completamente sciolto. Questo perché il calore viene usato per sciogliere il ghiaccio. Una volta che il ghiaccio si è sciolto, la temperatura aumenterà di nuovo fino a raggiungere i 100 °C, a quel punto la temperatura rimarrà stabile fino a quando tutta l’acqua sarà evaporata.

Quando si dà il calore latente, è anche necessario dare la temperatura alla quale viene prodotto, perché, in misura minore, c’è anche l’evaporazione o la fusione ad altre temperature (ad esempio, l’evaporazione del sudore sulla pelle avviene a temperature inferiori a 100 °C), con diversi valori di calore latente.

Esempi di calore latente di fusione

Calore latente di condensazioneLa quantità di calore ceduta quando un grammo di un corpo passa dallo stato fisico di vapore a quello di liquido. Nel caso dell’acqua, nel passaggio da vapore a liquido, il calore ceduto varia con la temperatura, da 600 calorie a 0 ºC a 540 calorie a 100 ºC.

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La condensazione è un fenomeno fisico, contrario alla vaporizzazione, chiamato anche liquefazione, per cui l’energia cinetica delle particelle di un gas si riduce, se si toglie calore al gas, per compensare l’energia che gli è stata sottratta.

Il processo di condensazione è un cambiamento di fase di una sostanza dallo stato gassoso (vapore) allo stato liquido. Questo cambiamento di fase genera una certa quantità di energia chiamata “calore latente”. Il passaggio da gas a liquido dipende, tra gli altri fattori, dalla pressione e dalla temperatura. La condensazione, ad una data temperatura, porta ad un rilascio di energia, quindi lo stato liquido è più favorevole dal punto di vista energetico.

Calore latente di vaporizzazione delle tavole d’acqua

Il calore latente, o calore di cambiamento di stato, è l’energia assorbita dalle sostanze quando cambiano stato da solido a liquido (calore latente di fusione) o da liquido a gas (calore latente di vaporizzazione). Quando si passa da gassoso a liquido e da liquido a solido, viene restituita la stessa quantità di energia.

Quando si applica calore al ghiaccio, la sua temperatura aumenta fino a raggiungere 0°C (temperatura di cambiamento di stato), dopo di che, anche se si continua ad applicare calore, la temperatura non cambia fino a quando non si è completamente sciolto. Questo perché il calore viene usato per sciogliere il ghiaccio.

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L’acqua ha un calore latente di vaporizzazione più elevato perché, per rompere i legami idrogeno tra le molecole, è necessario fornire molta energia e il secondo più alto calore latente di fusione. E l’ammoniaca il contrario.

Uno dei vantaggi dell’alto calore di vaporizzazione dell’acqua è che permette a certi organismi di abbassare la loro temperatura corporea. Questo raffreddamento è dovuto al fatto che, per evaporare, l’acqua sulla pelle (ad esempio il sudore) assorbe energia sotto forma di calore corporeo, che abbassa la temperatura superficiale.

Tabella del calore latente di fusione e vaporizzazione in cal/g

Una sostanza fonde o gela a una temperatura chiamata punto di fusione, e bolle (evapora rapidamente) o condensa al suo punto di ebollizione. Queste temperature dipendono dalla pressione. L’alta pressione favorisce la forma più densa, quindi l’alta pressione di solito aumenta il punto di fusione e il punto di ebollizione, mentre la bassa pressione li diminuisce. Per esempio, il punto di ebollizione dell’acqua è 100°C100°C a 1,00 atm. A pressione più alta, il punto di ebollizione è più alto, e a pressione più bassa, è più basso. L’eccezione principale è lo scioglimento e il congelamento dell’acqua, che è discusso nella prossima sezione.

La fase di una data sostanza dipende dalla pressione e dalla temperatura. Pertanto, i grafici della pressione contro la temperatura che mostrano la fase in ogni regione forniscono una visione considerevole delle proprietà termiche delle sostanze. Questo diagramma pT è chiamato diagramma di fase.

Il diagramma di fase (grafico pT) dell’acqua mostra le fasi solida (s), liquida (l) e vapore (v). A temperature e pressioni superiori al punto critico non c’è distinzione tra liquido e vapore. Si noti che gli assi non sono lineari e il grafico non è in scala. Questo grafico è semplificato: omette diverse fasi esotiche del ghiaccio a pressioni più elevate. Il diagramma di fase dell’acqua è insolito perché la curva del punto di fusione ha una pendenza negativa, mostrando che il ghiaccio può sciogliersi con l’aumentare della pressione.

Esempi di calore latente di vaporizzazione

Esempi di calore latente di fusione

Calore latente di vaporizzazione delle tavole d’acqua

Tabella del calore latente di fusione e vaporizzazione in cal/g

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