13 Olomuodon muutoksissa sitoutuu tai vapautuu energiaa Tavoitteet

13. Olomuodon muutoksissa sitoutuu tai vapautuu energiaa Tavoitteet ja sisällöt: - olomuodot, niiden muutokset - ominaissulamislämpö ja ominaishöyrystymislämpö Sähköisen oppimisen edelläkävijä | www. e-oppi. fi

Olomuodot • Aineella on kolme olomuotoa – Kiinteä: rakenneosasten välillä eniten sidoksia – Neste: rakenneosasten välillä vähemmän sidoksia, voivat liikkua toistensa ohitse – Kaasu: rakenneosasten välillä vain vähän sidoksia, voivat liikkua vapaasti 3/9/2021 2

Energia olomuodon muutoksissa • tarvitaan energiaa: aineen lämmittäminen, sulattaminen, höyrystäminen, sublimoituminen • vapautuu energiaa: aineen jäähtyminen, jähmettyminen, tiivistyminen ja härmistyminen 3/9/2021 3

Energia olomuodon muutoksissa • Aineen sulattamiseen tarvittava (jähmettymisessä vapautuva) energia lasketaan kaavalla: – E = s · m, missä • s = aineen ominaissulamislämpö, k. J/kg • m = massa, kg • Aineen höyrystämiseen tarvittava (tiivistymisessä vapautuva) energia lasketaan kaavalla: – E = r · m, missä • r = aineen ominaishöyrystymislämpö, k. J/kg • m = massa, kg 3/9/2021 4

Energia olomuodon muutoksissa • Olomuodon muutosten aikana lämpötila ei muutu – Aineeseen tuotu energia ei kasvata lämpöliikettä, vaan sitä tarvitaan rakenneosasten välisten sidosten rikkomiseen = olomuodon muutos 3/9/2021 5

Laskuesimerkki 1 Kuinka paljon energiaa tarvitaan, kun 550 g sulamispisteessä olevaa kultaa sulatetaan? Ratkaisu: m = 550 g = 0, 55 kg s = 64 k. J/kg E=? E = s · m = 64 k. J/kg · 0, 55 kg = 35, 2 k. J 35 k. J 3/9/2021 6

Laskuesimerkki 2 Kuinka paljon energiaa vapautuu, kun 3, 5 kg kiehumispisteessä olevaa höyryä tiivistyy? Ratkaisu: m = 3, 5 kg r = 2260 k. J/kg E=? E = s · m = 2260 k. J/kg · 3, 5 kg = 7910 k. J 7, 9 MJ 3/9/2021 7

Laskuesimerkki 3 Kuinka paljon energiaa tarvitaan, kun 0, 25 kg 22 C vettä höyrystetään? Ratkaisu: m = 0, 25 kg c = 4, 19 k. J/(kg · C) Δt = 100 C - 22 C = 78 C r = 2260 k. J/kg E=? E 1 = c · m · Δt = 4, 19 k. J/(kg · C) · 0, 25 kg · 78 C = 81, 705 k. J E 2 = r · m = 2260 k. J/kg · 0, 25 kg = 565 k. J Ekok = E 1 + E 2 = 81, 705 k. J + 565 k. J = 646, 705 k. J 650 k. J 3/9/2021 8

Sähköä oppimiseen! www. oppi. fi 9