v2.0.9782.40856
Fizyka dla każdego
Ciepło i termodynamika · 1 min czytania

Topnienie, parowanie i ciepło przemiany fazowej

Przekazywanie energii nie zawsze podnosi temperaturę. Lód w temperaturze topnienia może otrzymywać ciepło i nadal mieć tę samą temperaturę — zmienia się wtedy ilość lodu, a nie odczyt termometru.

Opublikowano: 13.10.2026
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze: 0

Przekazywanie energii nie zawsze podnosi temperaturę. Lód w temperaturze topnienia może otrzymywać ciepło i nadal mieć tę samą temperaturę — zmienia się wtedy ilość lodu, a nie odczyt termometru.

Potrzebne wiadomości: Ciepło właściwe i bilans energii.

Energia potrzebna do zmiany stanu

Przy ustalonym ciśnieniu czysta substancja w równowagowej przemianie fazowej może zmieniać stan bez zmiany temperatury. Do stopienia masy m lodu znajdującego się już w temperaturze topnienia potrzebna jest energia:

Q=mL_t.

Lt jest ciepłem topnienia, wyrażanym w J/kg. Przy krzepnięciu taka sama ilość energii jest oddawana otoczeniu. Analogicznie dla parowania używamy ciepła parowania Lp. Wartości te dotyczą określonej substancji i warunków przemiany.

Parowanie może zachodzić z powierzchni cieczy również poniżej temperatury wrzenia. Wrzenie zachodzi w całej objętości, gdy powstające pęcherzyki pary mogą się utrzymywać w danych warunkach ciśnienia. Nie utożsamiamy więc każdego parowania z wrzeniem w temperaturze 100°C.

Ogrzewanie dzielimy na etapy

Jeżeli początkowo mamy lód poniżej 0°C, najpierw go ogrzewamy, potem topimy, a dopiero na końcu ogrzewamy wodę. Przy ciśnieniu atmosferycznym i przyjęciu 0°C za temperaturę topnienia:

Q=mc_l(0-T_l)+mL_t+mc_w(T_w-0).

cl i cw są ciepłami właściwymi lodu i wody. Nie można jednym zastosowaniem mcΔT opisać całej drogi przez przemianę fazową.

Przykład

Dla 0,10 kg lodu w temperaturze 0°C i Lt = 334 000 J/kg pełne stopienie wymaga 33 400 J. Dostarczenie 20 000 J nie wystarczy. Stopi się 20 000/334 000 ≈ 0,0599 kg lodu, a reszta pozostanie w mieszaninie. Przy opisanych warunkach równowagi jej temperatura nadal wynosi 0°C.

W zadaniach o mieszaniu lodu z wodą należy najpierw porównać energię dostępną podczas chłodzenia wody do 0°C z energią potrzebną do ogrzania i stopienia lodu. Dopiero gdy cały lód może się stopić, wolno obliczać dodatnią temperaturę końcową samej wody. Ujemna masa pozostałego lodu nie jest nietypowym zjawiskiem — oznacza użycie niewłaściwego wariantu bilansu.

Zadania do tego tematu

Dalsza lektura

Materiał referencyjny

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto

Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie lub użyj Ctrl/Cmd+B, I, U w polu komentarza. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

Wybór wszystkich komentarzy obejmuje odpowiedzi. Powiadomienia wymagają potwierdzenia adresu; zrezygnujesz z nich przez link w wiadomości.

← Wróć do działu: Teoria Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.