Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Термодинамикалық фазалық ауысу энергиясы
Thermodynamic phase transition energy
Латенттік жылу (сонымен қатар латенттік энергия немесе трансформациялық жылу деп аталады) – тұрақты температура процесінде дене немесе термодинамикалық жүйе бөліп шығаратын немесе сіңіретін энергия. Латенттік жылу – температурасы мен қысымы өзгермей, заттың күйін өзгерту үшін берілетін немесе алынатын жасырын энергия. Бұған қоюдың латенттік жылуы (қаттыдан сұйыққа), буланудың латенттік жылуы (сұйықтан газға) және сублимацияның латенттік жылуы (қаттыдан газға) жатады. Бұл терминді 1762 жылы шотланд химигі Джозеф Блэк енгізді. Блэк бұл терминді калориметрия контекстінде қолданды, онда жылу беру денеде температурасы тұрақты болған кезде көлемнің өзгеруіне себеп болды. Латенттік жылудан өзгеше, сезімтал жылу – денеде температураның өзгеруіне алып келетін, жылу түрінде берілетін энергия.
Latent heat (also known as latent energy or heat of transformation) is energy released or absorbed, by a body or a thermodynamic system, during a constant temperature process—usually a first order phase transition, like melting or condensation. Latent heat can be understood as hidden energy which is supplied or extracted to change the state of a substance without changing its temperature or pressure. This includes the latent heat of fusion (solid to liquid), the latent heat of vaporization (liquid to gas) and the latent heat of sublimation (solid to gas). The term was introduced around 1762 by Scottish chemist Joseph Black. Black used the term in the context of calorimetry where a heat transfer caused a volume change in a body while its temperature was constant. In contrast to latent heat, sensible heat is energy transferred as heat, with a resultant temperature change in a body.
Қолданылуы
Сезімтал жылу және жасырын жылу терминдері дене мен оның қоршаған орта арасында берілетін энергияны білдіреді, олар температураның өзгеруіне немесе өзгермеуіне байланысты анықталады; олар дененің қасиеттеріне тәуелді. Сезімтал жылу процесте дене температурасының өзгеруі ретінде сезіледі немесе байқалады. Жасырын жылу – дене температурасы өзгермейтін процесте берілетін энергия, мысалы, фазалық өзгерісте (қатты/сұйық/газ). Табиғатта энергия берудің көптеген процестерінде сезімтал және жасырын жылулар кездеседі. Жасырын жылу атмосфералық немесе мұхит суының фазалық күйін өзгеруімен (булану, конденсация, қату немесе еру) байланысты, ал сезімтал жылу – атмосфераның, мұхиттың немесе мұздың температурасының өзгеруімен байқалатын энергия беру, фазалық өзгерістерсіз, бірақ қысым мен көлемнің өзгеруімен байланысты. Блэк енгізген терминнің бастапқы қолданылуы қасақана тұрақты температурада ұсталатын жүйелерге қатысты. Мұндай қолданыс кеңеюдің жасырын жылуына және басқа да бірнеше ұқсас жасырын жылуларға сілтеме жасады. Бұл жасырын жылулар термодинамиканың тұжырымдамалық аясынан тәуелсіз анықталады. Мысалы, дене жылулық сәулелену арқылы тұрақты температурада қыздырылса, ол көлемге немесе кеңеюдің жасырын жылуына қатысты жасырын жылуымен сипатталатын мөлшерде кеңейе алады немесе қысымды қысымға қатысты жасырын жылуымен сипатталатын мөлшерде арттыра алады. Жасырын жылу – тұрақты температурада жүзететін процесте дене немесе термодинамикалық жүйе бөліп шығаратын немесе сіңіретін энергия. Жасырын жылудың екі кең таралған түрі – қорытудың жасырын жылуы (еру) және буланудың жасырын жылуы (қайнау). Бұл атаулар бір фазадан екіншісіне өткеңде энергия ағынының бағытын сипаттайды: қатты күйден сұйық күйге, сұйық күйден газға. Екі жағдайда да өзгеріс эндотермиялық болып табылады, яғни жүйе энергияны сіңіреді. Мысалы, су буланғанда, су молекулаларының арасындағы тартылыс күштерін жеңіп, судан буға өтуі үшін энергияның түсуі қажет. Егер бу кейін бір бетте конденсатталып сұйықтыққа айналса, онда булану кезінде сіңірілген будың жасырын энергиясы сұйықтықтың сезімтал жылуы ретінде бетке беріледі. Су буының конденсациясының жоғары энталпиясы будың қайнаған суға қарағанда әлдеқайда тиімді жылыту ортасы екенін және қауіптірек екенін көрсетеді.
The terms sensible heat and latent heat refer to energy transferred between a body and its surroundings, defined by the occurrence or non occurrence of temperature change; they depend on the properties of the body. Sensible heat is sensed or felt in a process as a change in the body's temperature. Latent heat is energy transferred in a process without change of the body's temperature, for example, in a phase change (solid/liquid/gas). Both sensible and latent heats are observed in many processes of transfer of energy in nature. Latent heat is associated with the change of phase of atmospheric or ocean water, vaporization, condensation, freezing or melting, whereas sensible heat is energy transferred that is evident in change of the temperature of the atmosphere or ocean, or ice, without those phase changes, though it is associated with changes of pressure and volume. The original usage of the term, as introduced by Black, was applied to systems that were intentionally held at constant temperature. Such usage referred to latent heat of expansion and several other related latent heats. These latent heats are defined independently of the conceptual framework of thermodynamics. When a body is heated at constant temperature by thermal radiation in a microwave field for example, it may expand by an amount described by its latent heat with respect to volume or latent heat of expansion, or increase its pressure by an amount described by its latent heat with respect to pressure. Latent heat is energy released or absorbed by a body or a thermodynamic system during a constant temperature process. Two common forms of latent heat are latent heat of fusion (melting) and latent heat of vaporization (boiling). These names describe the direction of energy flow when changing from one phase to the next: from solid to liquid, and liquid to gas. In both cases the change is endothermic, meaning that the system absorbs energy. For example, when water evaporates, an input of energy is required for the water molecules to overcome the forces of attraction between them and make the transition from water to vapor. If the vapor then condenses to a liquid on a surface, then the vapor's latent energy absorbed during evaporation is released as the liquid's sensible heat onto the surface. The large value of the enthalpy of condensation of water vapor is the reason that steam is a far more effective heating medium than boiling water, and is more hazardous.
Метеорология
Метеорологияда латентті жылу ағыны – Жер бетінен атмосфераға энергия ағыны, ол Жер бетінде судың булануы немесе транспирациясы және одан кейін тропосферада су буының конденсациялануымен байланысты. Бұл Жер бетінің энергия бюджетінің маңызды бөлігі болып табылады. Латентті жылу ағыны Боуэн қатынасы әдісімен немесе 1900 жылдардың ортасынан бері вихрелік ковариация әдісімен өлшеніп келеді.
In meteorology, latent heat flux is the flux of energy from the Earth's surface to the atmosphere that is associated with evaporation or transpiration of water at the surface and subsequent condensation of water vapor in the troposphere. It is an important component of Earth's surface energy budget. Latent heat flux has been commonly measured with the Bowen ratio technique, or more recently since the mid 1900s by the eddy covariance method.
Тарих
Latent сөзі латын тілінен аударғанда latēns дегенді білдіреді, яғни жасырын жатқан. Жасырын жылу термині 1750 жылдар шамасында Джозеф Блэк тарапынан калориметрияға енгізілді. Оны шотланд вискиін өндірушілер дестилляция процесі үшін қажетті отын мен судың оптималды мөлшерін анықтау мақсатымен тапсырыс берді. Блэк термодинамикалық жүйе тұрақты температурада ұсталып тұрғанда, көлем және қысым сияқты жүйедегі өзгерістерді зерттеді. Блэк екі бірдей судың температура өзгерісін салыстырды: бірі мұздан балқыған, ал екіншісі қарапайым суық сұйық күйден қыздырылған. Салыстыру нәтижесінде, мұздан балқыған судың температурасы екіншісінен 140°F төмен екенін анықтады. Осылайша, мұз балқу үшін 140 "жылу градусын" сіңірді, оны термометр өлшемейді, бірақ беру қажет болды, демек ол "жасырын" (көрінбейтін) болды. Блэк сондай-ақ, дестиллятты қайнату үшін берілген жасырын жылу мөлшері, оны қайтадан конденсациялау үшін де сіңірілуі керек екенін түсінді. Кейін Джеймс Прескотт Джоуль жасырын энергияны бөлшектердің белгілі бір конфигурациясындағы өзара әрекеттесу энергиясы, яғни потенциалдық энергияның бір түрі деп сипаттады, ал сезімтал жылуды термометр көрсететін энергия ретінде қарастырып, оны жылу энергиясымен байланыстырды.
The English word latent comes from Latin latēns, meaning lying hidden. The term latent heat was introduced into calorimetry around 1750 by Joseph Black—commissioned by producers of Scotch whisky in search of ideal quantities of fuel and water for their distilling process—to studying system changes, such as of volume and pressure, when the thermodynamic system was held at constant temperature in a thermal bath. Black would compare the change in temperature of two identical quantities of water, heated by identical means, one of which was, say, melted from ice, whereas the other was heated from merely cold liquid state. By comparing the resulting temperatures, he could conclude that, for instance, the temperature of the sample melted from ice was 140 °F lower than the other sample, thus melting the ice absorbed 140 "degrees of heat" that could not be measured by the thermometer, yet needed to be supplied, thus it was "latent" (hidden). Black also deduced that as much latent heat as was supplied into boiling the distillate (thus giving the quantity of fuel needed) also had to be absorbed to condense it again (thus giving the cooling water required). Later, James Prescott Joule characterised latent energy as the energy of interaction in a given configuration of particles, i. e. a form of potential energy, and the sensible heat as an energy that was indicated by the thermometer, relating the latter to thermal energy.
Уақытша жылудың кестесі
Келесі кестеде кейбір жалпы сұйықтықтар мен газдардың нақты жасырын жылулары мен фазалық температураларының өзгеруі (стандартты қысымда) көрсетілген. Зат SLH (Өздік жасырын жылу) балқыту (кДж/кг) Еріту нүктесі (°C) SLH (Өздік жасырын жылу) булану (кДж/кг) Қайнау нүктесі (°C) Этил спирті 108 −114 855 78.3 Аммония 332.17 −77.7 41369 −33.34 Көмірқышқыл газы 184 −78 574 78.46 Гелий 21 −268.93 Сутек 58 −259 455 −253 Қорғасын 23.03 327.5 871 1750 Метан 59 −182.65 11 −161.6 Азот 25.7 −210 200 −196 Оттегі 13.9 −219 213 −183 Тоңазытқыш R134a −101 215.9 −26.6 Тоңазытқыш R152a −116 326.5 −25 Кремний 1790 1414 12800 3265 Толуол 72.1 −93 351 110.6 Терпентин 293 154 Су 3340 0 2264.7 100
The following table shows the specific latent heats and change of phase temperatures (at standard pressure) of some common fluids and gases. Substance SLH (Specific latent heat) of fusion (kJ/kg) Melting point (°C) SLH (Specific latent heat) of vaporization (kJ/kg) Boiling point (°C)Ethyl alcohol108 −11485578.3Ammonia332.17 −77.741369 −33.34Carbon dioxide184 −78574 78.46Helium 21 −268.93Hydrogen(2)58 −259455 −253Lead23.0327.58711750Methane59 −182.6511 −161.6Nitrogen25.7 −210200 −196Oxygen13.9 −219213 −183Refrigerant R134a −101215.9 −26.6Refrigerant R152a −116326.5 −25Silicon1790 141412800 3265Toluene72.1 −93351110.6Turpentine 293154Water33402264.705100
Температурамен (немесе қысыммен) өзгеру
Температура (немесе қысым) сындық нүктеге жеткенде, буланудың жасырын жылуы нөлге жетеді.
As the temperature (or pressure) rises to the critical point, the latent heat of vaporization falls to zero.