相与相变
潜热
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把温度计插进一锅正在融化的冰里,你会看到一件怪事:你不断加热,温度却倔强地停在 0 °C,直到最后一点冰都化光。这些热都跑哪去了?它跑进了「变化」本身,而不是用来给任何东西升温。这份藏起来、温度不变的热,就是潜热——「潜」就是藏的意思,因为它在温度计上看不出来。
潜热是物质在相变期间吸收或放出的能量,而其温度始终保持不变。这份能量被用来把分子彼此挣开(熔化或沸腾时),或让它们重新扣合在一起(凝固或凝结时)。每一种相变都有自己的数值:熔化对应熔化潜热,沸腾对应汽化潜热,后者通常大得多。
潜热的威力出人意料。蒸气烫伤比沸水严重得多,因为它一碰到你的皮肤,就把巨大的凝结潜热一下子全倾倒出来。同样的道理,汗水蒸发时让你凉快、水蒸气凝结时驱动雷暴、冰袋和制冷剂得以吸走热量。在恒定温度下释放或吸收能量,正是相变之所以能成为强大能量储库的原因。
融化一克冰需要 334 焦耳;把一克水烧干则需约 2260 焦耳——差不多是前者的七倍——这正是为什么烧水壶烧到 100 °C 很快,但要烧干却慢得多。
汽化吸收的潜热远比熔化多。
潜热与显热相对——显热是确实会改变温度的热,也就是温度计上感觉得到的那种。把冰从冷冻室一路加热成蒸汽,两者都用到:显热给每个相升温,潜热跨过每一次相变。
又称
另见