§ 22. Удельная теплота парообразования

Чтобы превратить жидкость в пар при её кипении, требуется передать системе определённый объём энергии. Вся поступающая теплота направлена на преодоление сил притяжения между молекулами, что приводит к росту их потенциальной энергии (рис. 1: снизу горелка подводит теплоту Q, вверх уходит пар, а сама вода всё время остаётся при 100 °C — теплота идёт не на нагрев, а на парообразование). Очевидно, чем больше исходная масса вещества, тем больше потребуется энергии. Кроме того, две разные жидкости равной массы потребуют неодинаковых затрат. Это связано с тем, что силы сцепления молекул в спирте, воде или ртути различны, поэтому работа по разделению частиц будет разной. Лабораторные измерения подтверждают рассуждения: требуемая теплота прямо пропорциональна массе жидкости m и зависит от рода жидкости, поэтому её считают по формуле Q = L·m, где Q — количество теплоты в джоулях, L — удельная теплота парообразования данной жидкости в Дж/кг, m — масса испарившегося вещества в килограммах.

Физики ввели специальную величину, называемую удельной теплотой парообразования, которая равна количеству энергии, нужной для превращения одного килограмма жидкости в пар при постоянной температуре кипения. Обозначается эта характеристика символом L и находится по простому соотношению L = Q/m, где Q обозначает полученное тепло, а m — массу образовавшегося пара.