Ciepło parowania i ciepło topnienia
Ten kalkulator liczy ciepło parowania i topnienia potrzebne do przemiany fazowej: Q = m·Lt przy topnieniu lub krzepnięciu i Q = m·Lp przy parowaniu lub skraplaniu. Stopienie 1 kg lodu w 0 °C wymaga 334 kJ, odparowanie 1 kg wody w 100 °C – 2256 kJ. Drugi tryb sumuje całą drogę od lodu o temperaturze −20 °C do pary.
Przykład: Obliczenie: Jedna przemiana fazowa (Q = m·L) · Substancja: Woda · Przemiana: Topnienie (ciało stałe → ciecz) · Masa 1 · Jednostka: kilogramy (kg) → Ciepło: Ciepło pobrane: 334 kJ. Źródło: OpenStax University Physics Volume 2, 1.5 Phase Changes – Q = mLf (Eq. 1.7), Q = mLv (Eq. 1.8), Table 1.4 Heats of Fusion and Vaporization (values at the normal melting and boiling points, 1 atm), heating curve of water from −20 °C (2090, 4186 and 2020 J/(kg·°C)), Example 1.9 (ice in soda → 13 °C) (read 10.10.2026). Stan na: .
Jak to obliczamy
Ciepło przemiany fazowej wynosi Q = m·Lt przy topnieniu lub krzepnięciu i Q = m·Lp przy parowaniu lub skraplaniu, gdzie m to masa, a L ciepło przemiany danej substancji. Podręcznik OpenStax University Physics wyjaśnia, dlaczego to ciepło nazywa się „utajonym”: podczas przemiany energia wpływa do substancji lub z niej wypływa, a temperatura się nie zmienia. Topnienie i parowanie pobierają ciepło, krzepnięcie i skraplanie oddają tyle samo.
Ciepło topnienia i parowania wybranych substancji
| Substancja | Topnienie (°C) | Lt (kJ/kg) | Wrzenie (°C) | Lp (kJ/kg) |
|---|---|---|---|---|
| Woda | 0 | 334 | 100 | 2256 |
| Etanol | −114 | 104 | 78,3 | 854 |
| Amoniak | −75 | 332 | −33,4 | 1370 |
| Rtęć | −38,9 | 11,8 | 357 | 272 |
| Azot | −210 | 25,5 | −195,8 | 201 |
| Ołów | 327 | 24,5 | 1750 | 871 |
| Glin | 660 | 380 | 2450 | 11400 |
| Srebro | 961 | 88,3 | 2193 | 2336 |
| Złoto | 1063 | 64,5 | 2660 | 1578 |
| Miedź | 1083 | 134 | 2595 | 5069 |
Wartości pochodzą z tabeli 1.4 OpenStax i dotyczą normalnej temperatury topnienia i wrzenia przy 1 atm. Na ogół Lp jest większe od Lt. Dla wody w temperaturze ciała (37 °C) podręcznik podaje większe ciepło parowania, 2430 kJ/kg. Tekst podręcznika używa 333 kJ/kg dla topnienia lodu, tabela 334 kJ/kg; kalkulator korzysta z wartości z tabeli.
Od lodu do pary: krzywa ogrzewania wody
OpenStax opisuje lód ogrzewany od −20 °C; na kilogram i z wartością z tabeli dla topnienia: lód ogrzewa się przy 2090 J/(kg·°C) do 0 °C, topnieje przy 334 kJ/kg w stałej temperaturze, woda ogrzewa się przy 4186 J/(kg·°C) do 100 °C, wrze przy 2256 kJ/kg, a para ogrzewa się przy 2020 J/(kg·°C). Drugi tryb sumuje te etapy:
| Masa | Od → do | Ciepło Q |
|---|---|---|
| 1 kg | −20 °C → 120 °C | 3090,8 kJ |
| 1 kg | 0 °C → 100 °C | 752,6 kJ |
| 1 kg | 100 °C → 110 °C | 2276,2 kJ |
| 0,5 kg | 20 °C → 100 °C | 167,44 kJ |
| 2 kg | 25 °C → 100 °C | 627,9 kJ |
| 0,2 kg | −10 °C → 0 °C | 4,18 kJ |
| 0,1 kg | −5 °C → 25 °C | 44,91 kJ |
Przemiany fazowe przeważają: odparowanie 1 kg wody wymaga ponad pięć razy więcej ciepła niż ogrzanie jej od 0 °C do 100 °C (2256 kJ wobec 418,6 kJ). Przykład 1.9 z OpenStax pokazuje to na napoju: trzy kostki lodu po 6,0 g o temperaturze 0 °C schładzają 0,25 kg napoju z 20 °C do 13 °C. Skraplająca się para oddaje z powrotem te 2256 kJ/kg – obchodź się z nią tak samo ostrożnie jak z wrzącą wodą.
Temperaturę końcową mieszaniny dwóch substancji podaje kalkulator temperatura mieszaniny; ogrzewanie wody bez przemiany fazowej liczy kalkulator ile energii potrzeba do podgrzania wody.
Najczęściej zadawane pytania
Jaki jest wzór na ciepło parowania i topnienia?
Q = m·L. Przy topnieniu lub krzepnięciu L to ciepło topnienia Lt, przy wrzeniu lub skraplaniu ciepło parowania Lp. Woda: Lt = 334 kJ/kg, Lp = 2256 kJ/kg.
Ile energii potrzeba do stopienia 1 kg lodu?
334 kJ w 0 °C. Lód ma 0 °C, dopóki cały się nie stopi.
Ile wynosi ciepło parowania wody?
2256 kJ/kg w 100 °C przy 1 atm – ponad pięć razy więcej niż 418,6 kJ potrzebne do ogrzania 1 kg wody od 0 °C do 100 °C.
Czy krzepnięcie oddaje ciepło?
Tak. Krzepnięcie oddaje tyle ciepła, ile pobiera topnienie, a skraplanie tyle, ile parowanie. Kalkulator pokazuje, czy ciepło jest pobierane, czy oddawane.
Dlaczego temperatura nie rośnie, gdy lód się topi?
Ciepło idzie na zerwanie wiązań między cząsteczkami, a nie na wzrost temperatury. OpenStax nazywa tę energię „utajoną”.
Źródła i podstawa prawna
Stan na: · Zasady redakcyjne
Podobne narzędzia
- Ile energii potrzeba do podgrzania wody?Ile energii potrzeba do podgrzania wody: kalkulator ciepła dla wody, metali i powietrza, wynik w kWh i kJ z masy i wzrostu temperatury, czas grzania i koszt.
- Temperatura mieszaninyTemperatura mieszaniny wg reguły Richmanna dla wody i innych substancji oraz kąpiel: ile gorącej i zimnej wody potrzeba na wymaganą temperaturę.
- Temperatura wrzenia wody na danej wysokościTemperatura wrzenia wody zależnie od wysokości lub ciśnienia powietrza: w jakiej temperaturze woda wrze u ciebie, w °C i °F, z tabelą do 5000 m.
- Przelicznik energiiPrzelicznik energii dla dżuli, kJ, MJ, Wh, kWh, kalorii, kcal, BTU i elektronowoltów, ze współczynnikiem, tabelą i czasem pracy urządzenia.
- Celsjusz na kelwin (i kelwin na celsjusza)Celsjusz na kelwin: dodaj 273,15, np. 25 °C = 298,15 K. Wpisz °C i zobacz kelwiny, °F i °R albo przelicz K na °C – wzór i tabela.
- Kalkulator onlineDarmowy kalkulator online: wpisz lub klikaj, a wynik pojawi się od razu – z kolejnością działań, nawiasami, procentami, pierwiastkiem i historią.
- Ułamek dziesiętny na procent kalkulatorUłamek dziesiętny na procent kalkulator i odwrotnie: 0,375 = 37,5 %. Z promilami, skróconym ułamkiem i obliczeniami, także dla ujemnych i powyżej 100 %.
- Nauka zegara dla dzieciNauka zegara online z interaktywnym zegarem ze wskazówkami: odczytywanie godzin, ustawianie wskazówek lub swobodne ćwiczenia, od pełnych godzin do minut.
- Kalkulator średniego odchylenia bezwzględnegoŚrednie odchylenie bezwzględne: oblicz MAD listy liczb względem średniej lub mediany, z sumą odległości, obliczeniami krok po kroku i przykładem.