Skupenské změny


Úvod

táž látka se může vyskytovat jako plynný kapalná nebo pevná

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK


Tání

K tání dochází při zahřívání krystalické látky. Pokud teplota látky dosáhne teploty tání, pevná krystalická látka se mění na kapalinu. Různé krystalické látky mají také různou teplotu tání, pro danou látku závisí teplota tání na vnějším tlaku, při kterém tání probíhá.

Teplota tání krystalické látky závisí na tlaku okolního prostředí. U látek, u nichž je tání doprovázeno zvětšením objemu, roste při zvýšení tlaku také teplota tání. Je-li tání doprovázeno zmenšením objemu, pak se při zvýšení vnějšího tlaku sníží teplota tání látky.

Tání

Amorfní látky – u těchto látek nedochází ke klasickému tání, tyto látky postupně měknou, až se přemění na kapalinu. Př. vosk, sklo, asfalt.

Některé látky se nemohou zahřát až k teplotě tání, protože již při nižší teplotě se rozkládají. Př. dřevo, mramor

Skupenské teplo tání

Teplo, které přijme pevná látka již zahřátá na teplotu tání, aby se změnila na kapalinu téže teploty. Jednotkou je [J]

LtL_t

Měrné skupenské teplo tání

Teplo, které musíme dodat 1 kg látky, aby změnila své skupenství z pevného na kapalné. Jednotkou je [J.kg1^{-1}]

lt=Ltml_t = \frac{L_t}{m}

Tuhnutí

Fyzikální děj, při kterém se mění skupenství látky z kapalného na pevné. Skupenské teplo tuhnutí je stejné jako skupenské teplo tání, pouze se jedná o teplo, které látka odevzdá svému okolí. Při tuhnutí nevzniká pevné skupenství okamžitě. Když dosáhne kapalina teploty tuhnutí, tak se v kapalině začnou vlivem vazebných sil vytvářet krystalizační jádra = zárodky. Pokud se vytvoří pouze jeden zárodek a částice látky se k němu postupně připojují, tak vznikne monokrystal.


Změna objemu těles při tání a tuhnutí

Většina látek při tání zvětšuje svůj objem a při tuhnutí ho zmenšuje. Existují ale látky (antimon, bismut,..), které při tání svůj objem zmenšují a při tuhnutí zvětšují.

Anomálie vody

Voda má největší hustotu při 4°C! \rightarrow voda teplá 4°C se drží u dna. Objem vody se při tuhnutí zvětšuje:

ρledu<ρvodyVledu<Vvody\rho_{ledu} < \rho_{vody} \Rightarrow V_{ledu} < V_{vody}

Sublimace a desublimace

Fyzikální děj, při kterém se mění skupenství látky z pevného na plynné – sublimace a naopak – desublimace (př: jinovatka). Sublimující látky za normálního tlaku: jód, naftalen, kofein, suchý led.

Skupenské teplo sublimace

Teplo, které přijme pevná látka při přechodu v plyn během sublimace.

LsL_s

Měrné skupenské teplo sublimace

Teplo, které musíme dodat 1 kg látky, aby změnila své skupenství z pevného na plynné.

ls=Lsml_s = \frac{L_s}{m}

Vypařování a kondenzace

Fyzikální děj, při kterém se mění skupenství látky z kapalného na plynné – vypařování a naopak – kondenzace/kapalnění. Vypařování z povrchu kapaliny probíhá za každé teploty. Rychlost vypařování se zvyšuje s teplotou kapaliny a s obsahem jejího povrchu.

Skupenské teplo varu

Teplo, které přijme kapalina při přechodu v plyn během varu.

LvL_v

Měrné skupenské teplo varu

Teplo, které musíme dodat 1 kg látky, aby změnila své skupenství z kapalného na plynné.

lv=Lvml_v = \frac{L_v}{m}

Fázový diagram

Existují rovnovážní stavy mezi skupenstvími téže látky a tyto všechny rovnovážné stavy můžeme znázornit ve fázovém diagramu.

Fázový diagram


Vodní pára v atmosféře

Vodní pára je vždy v dolních vrstvách zemské atmosféry. Charakteristickou vlastností vzduchu je jeho vlhkost, tj. kolik vodní páry obsahuje.

Absolutní vlhkost vzduchu

Označuje hmotnost vodní páry ve vzduchu. Značka Φ\Phi. Jednotka [g.m3^{-3}].

Φ=mV\Phi = \frac{m}{V}

Vodní pára ve vzduchu bývá přehřátá. Pokud se ale stane za určité teploty sytou párou, tak absolutní vlhkost vzduchu dosáhne maximální hodnoty Φm\Phi_m

Relativní vlhkost vzduchu

Udává, jak moc se stav vodní páry ve vzduchu liší od stavu syté vodní páry. Značka je ϕ\phi. Udává se v procentech.

ϕ=ΦΦm100\phi = \frac{\Phi}{\Phi_m}100