汽化熱

汽化熱

物質的物理性質
汽化熱是一個物質的物理性質。其定義為:一般情況下,使一摩爾物質在一定溫度下蒸發所需要的熱量,對于一種物質其為溫度的函數。
    中文名:汽化熱 外文名:heat of vaporization 所屬學科: 漢語拼音:qì huà rè 又稱:汽化焓、蒸發熱

概念

常用單位為千焦/摩爾(或稱千焦耳/摩爾),千焦/千克亦有使用。其他仍在使用的單位包括Btu/lb(英制單位,Btu為British Thermal Unit,lb為磅)、J/kg(焦耳/千克)、J/g(焦耳/克),由于曆史原因,至今有些書上仍用cal/g(卡/克)作量度單位。

由于汽化熱隻改變物質的相而不改變物質的溫度,所以又稱汽化潛熱

按照物質分子運動論的觀點,氣體中的分子平均距離比液體中的大得多。液态時,物質分子之間有較強的吸引力,物質從液相轉變為氣相,必須克服分子間的引力而做功,這種功稱為内功。另外,當物質從液相變為氣相時,體積将增大許多倍,因此還必須反抗大氣壓力而做功,這種功稱為外功。

做功需要消耗一定的能量。當液體蒸發或沸騰時,保持溫度不變,都必須從外界輸入能量,這就是液體汽化時需要汽化熱的原因。如果液體在絕熱下蒸發,則液體的溫度将降低,這一現象被用來獲得低溫。例如,利用液氦的絕熱蒸發,可獲得約為0.7K的低溫。

因為汽化是液化(凝結)的相反過程,同一物質的凝結點和沸點相同,故凝結熱與液化熱的名稱也同時被使用,定義為:在标準大氣壓下,使一摩爾物質在其凝結點凝結所放出的熱量。

影響因素

汽化熱與汽化時的溫度和壓強有關。溫度升高時汽化熱減小,到臨界溫度時變為0。這是由于随着溫度的升高,液體分子将具有較大的動能,氣相與液相之間的差别逐漸減小,液體隻需要從外界獲得較少的能量就能汽化。而在臨界溫度下,物質處于臨界态,氣相與液相之間的差别消失了,因此汽化熱為0。

水的汽化熱為40.8千焦/摩爾,相當于2260千焦/千克。一般地:使水在其沸點蒸發所需要的熱量五倍于把等量水從1℃加熱到100℃所需要的熱量。

測量方法

直接量熱。例如在等壓(壓力等于飽和蒸氣壓)下測定一定量液體蒸發所需的能量,算出蒸發熱。n

先測量不同溫度下的飽和蒸氣壓;然後用克勞修斯-克拉珀龍方程計算蒸發熱。許多物質的相變熱數據刊在有關手冊中,也可用經驗式計算。其中蒸發熱數據已較完備,經驗式的精度也較高。

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