
【化】 latent heat of vaporization
汽化潜热(Latent Heat of Vaporization)指单位质量的液态物质在恒定温度下完全转化为气态所需吸收的热量。该概念在热力学与工程学领域具有重要应用价值,其核心特征为相变过程中温度恒定而能量发生转移。
从汉英词典视角解析,其英文术语为"latent heat of vaporization",部分文献亦采用"enthalpy of vaporization" 表述。该参数的计算公式为:
$$
L_v = frac{Q}{m}
$$
其中 ( L_v ) 表示汽化潜热(单位:J/kg),( Q ) 为吸收总热量,( m ) 为物质质量。
科学内涵与工程应用
研究表明,水的汽化潜热在标准大气压下为2260 kJ/kg,显著高于乙醇(846 kJ/kg)等常见液体(来源:CRC《化学与物理手册》第105版)。这种高潜热特性使其成为自然界最有效的热能载体之一。
汽化潜热是热力学中的重要概念,指在温度不变时,单位质量的液态物质完全转变为同温度气态所吸收的热量。以下从定义、特性、影响因素等方面综合解释:
基本定义
汽化潜热(latent heat of vaporization)是物质相变过程中吸收的热量,具体指液体在蒸发或沸腾时,温度保持不变的情况下吸收的能量。例如,水在100℃时汽化需吸收约2260 kJ/kg的热量。
单位
单位为千焦/千克(kJ/kg),若以摩尔计算则为千焦/摩尔(kJ/mol),称为摩尔汽化潜热。
吸热原理
液体分子变为气体时,需克服分子间引力和外界压力做功,导致体积急剧增大,因此必须吸收能量。
与温度的关系
汽化潜热随温度升高而减小。高温下液体分子动能较大,液相与气相差异缩小,临界温度时潜热降为零。例如,水在0℃时潜热为2501 kJ/kg,100℃时为2260 kJ/kg。
实际应用
自然界中约35%的太阳辐射热用于水分蒸发,形成大气中的水蒸气。工业上,汽化潜热用于制冷系统(如蒸发制冷)和发电(如蒸汽轮机)。
焓变计算
定压汽化过程中,焓的变化等于汽化潜热,公式为:
$$
Delta H = Delta H{text{vap}}
$$
其中$Delta H{text{vap}}$为对应压力下的汽化潜热。
总结来看,汽化潜热是物质相变的关键参数,其大小受温度、压力及分子结构影响,在能源利用和自然现象中均有重要作用。如需更详细数据(如不同物质的潜热值),可参考权威物性数据库或工程手册。
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