第四節 汽化比潛熱
汽化比潛熱的定義

汽化比潛熱的定義為,每 \(1~\textrm{kg}\) 質量的液體轉化為同樣溫度的氣體所需吸收的潛熱。表達式為 \[\ell_\textrm{v}=\frac{E}{m}\]

其中 \(E\) 為物質吸收的潛熱,\(m\) 為發生轉變的液體的質量,\(\ell_\textrm{v}\) 為汽化比潛熱,其單位為 \(\textrm{J}\,\textrm{kg}^{-1}\)。

同樣,我們能通過物質沸騰時的氣化比潛熱,計算它在同樣溫度下凝結所釋放的熱。

物質 汽化比潛熱
氧(-183°C) \(210\times 10^3\)
水銀(357°C) \(300\times 10^3\)
氫(-259°C) \(450\times 10^3\)
甲烷(-161°C) \(480\times 10^3\)
酒精(83°C) \(880\times 10^3\)
水(100°C) \(2260\times 10^3\)
鐵(2862°C) \(6090\times 10^3\)
一些常見物質在各自沸點的汽化比潛熱,單位均為 \(\textrm{J}\,\textrm{kg}^{-1}\)。
汽化比潛熱的測量

以下我們介紹如何測量水在沸騰時的汽化比潛熱。

實驗如所示。把盛有水的燒杯放在電子磅上,並插入浸沒式電熱器,通電加熱水至沸騰,記錄此時焦耳計的讀數 \(J_1\) 和電子磅的讀數 \(m_1\)。繼續加熱一段時間後,記錄焦耳計的讀數 \(J_2\) 和電子磅的讀數 \(m_2\)。水的汽化比潛熱為

\[\ell_\textrm{v}=\frac{J_2-J_1}{m_1-m_2}\]

實驗中,我們需留意以下細節:

  • 應將電熱器完全浸沒於水中。水沸騰後電熱器持續通電。
  • 裝水的容器不應加上蓋子,以免水蒸氣遇到蓋子,冷卻後凝結成水珠,滴落回容器中,影響實驗結果。但亦要慎防水的濺出。
  • 由於熱量的散射,實驗測得的汽化比潛熱會比實際的大。
  • 水在沸騰時溫度不變,滿足汽化比潛熱的測量要求。
測量水的汽化比潛熱。
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