Процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний називають пароутворенням.
Процес кипіння — це процес переходу рідини в пару, і цей процес іде з поглинанням енергії. Тому для підтримування кипіння до рідини потрібно підводити певну кількість теплоти. Ця енергія йде на розривання міжмолекулярних зв’язків і утворення пари.
Досліди показують: кількість теплоти, необхідна для перетворення рідини на пару, залежить від роду рідини.
Питома теплота пароутворення — це фізична величина, що характеризує певну речовину й дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати рідині масою 1 кг, щоб за незмінної температури перетворити її на пару.
Питому теплоту пароутворення позначають символом r * і обчислюють за формулою:
* Для позначення питомої теплоти пароутворення використовують також символ L .
де Q — кількість теплоти, отримана рідиною; m — маса одержаної пари.
Із формули для визначення питомої теплоти пароутворення дістанемо одиницю цієї величини в СІ — джоуль на кілограм:
Питому теплоту пароутворення визначають дослідним шляхом і заносять до таблиць.
Щоб обчислити кількість теплоти, необхідну для перетворення рідини на пару за незмінної температури, слід питому теплоту пароутворення цієї рідини помножити на її масу:
де Q — кількість теплоти, яку поглинає рідина; r — питома теплота пароутворення; m — маса рідини (маса утвореної пари).
В ході конденсації пари виділяється та сама кількість теплоти, що йде на утворення цієї пари.
* Розв'язування задач на цій сторінці передбачає використання мультимедійної дошки. В підручнику розв'язування другої задачі на сторінці 136.
Задача 1. Яка кількість теплоти необхідна, щоб довести до кипіння й повністю випарувати 3 кг води, взятої за температури 0 °С?
Аналіз фізичної проблеми. Побудуємо схематичний графік залежності температури води від часу нагрівання.
У перший момент температура води (t0) була 0 °С — точка О на графіку. У ході нагрівання температура води збільшуватиметься прямо пропорційно кількості отриманої теплоти Q1, а отже, і часу нагрівання (ділянка ОА). Нагрівшись до 100 °С (температура кипіння води), вода починає кипіти, і її температура не буде змінюватися доти, доки вся вода не випарується (ділянка АВ графіка). Вода при цьому одержує певну кількість теплоти Q2. Питому теплоємність с води і питому теплоту пароутворення r знайдемо відповідно в табл. 1, 5 Додатка.
Задача 2. Під час досліду з визначення питомої теплоти пароутворення води водяна пара, що має температуру 100 °С, надходить до калориметра, в якому міститься 500 г води за температури 20 °С.
Після закінчення досліду температура води в калориметрі становила 50 °С, а її маса збільшилася на 25 г. За даними досліду обчисліть питому теплоту пароутворення води. Вважайте, що теплообмін із довкіллям відсутній.
