相變：潛熱和汽化熱

描述

P2.4.1.1 決定水的比蒸發熱

P2.4.1.2 決定冰的比潛熱

P2.4.1.3 使用 Mobile-CASSY 測量水的比蒸發熱

P2.4.1.4 使用 Mobile-CASSY 測量冰的比潛熱

當物質在恆定壓力下加熱時，通常其溫度會上升。然而，當物質經歷相變時，即使添加更多熱量，溫度也不會增加，因為這些熱量被用於相變過程。一旦相變完成，額外供應的熱量將再次使溫度上升。例如，蒸發水所需的比蒸發熱 QV 和熔化冰所需的比潛熱 QS 都是每單位質量的。

為了確定水的比蒸發熱 QV，純蒸汽被送入熱量計進行實驗 P2.4.1.1 和 P2.4.1.3，其中冷水被加熱至混合溫度 Jm。蒸汽凝結成水並放出熱量，凝結的水冷卻至混合溫度。實驗測量了冷水的起始溫度 J2 和質量 m2，混合溫度 Jm 和總質量 m = m1 + m2。通過比較放出和吸收的熱量。

\(Q_V = \frac{m_1 \cdot c \cdot (\vartheta_m – \vartheta_1) + m_2 \cdot c \cdot (\vartheta_m – \vartheta_2)}{m}\)

在實驗 P2.4.1.2 和 P2.4.1.4 中，純冰被放入熱量計，冷卻水至混合溫度 Jm，以確定比潛熱。冰吸收熔化熱並融化成水，水升溫至混合溫度。類似於實驗 P2.4.1.1。

\(Q_S = \frac{m_1 \cdot c \cdot (\vartheta_1 – \vartheta_m) + m_2 \cdot c \cdot (\vartheta_2 – \vartheta_m)}{m}\)

在實驗 P2.4.1.1 和 P2.4.1.2 中，使用溫度計測量溫度。在實驗 P2.4.1.3 和 P2.4.1.4 中，使用 Mobile-CASSY 和相應的溫度傳感器測量溫度。