Il Diagramma di Riscaldamento dell’Acqua.

Il diagramma di riscaldamento che si vuole costruire è riferito all’acqua; l’andamento che vedremo è comunque assimilabile anche ad altre sostanze.

L’andamento della temperatura in funzione del calore immesso nella massa d’acqua lo rappresentiamo in un diagramma cartesiano nel quale sull’asse delle ascisse mettiamo il calore Q e sull’asse delle ordinate mettiamo i valori della temperatura t.

Si inizia a tracciare il diagramma a partire da una temperatura inferiore allo 0 °C con acqua allo stato solido.

Si supponga di mettere una massa d’acqua allo stato solido con t < 0°C all’interno di un contenitore sopra una piastra scaldante.

Nel diagramma Q-t il punto iniziale della massa d’acqua, coinciderà con l’origine O degli assi Q=0 (calore immesso nullo); t<0.

Iniziamo il processo con l’immissione di calore Q nella massa d’acqua.

Il calore immesso innalza la temperatura della massa d’acqua fino a raggiungere la temperatura di 0 °C nel punto A del diagramma:

A questo punto, continuando ad immettere calore, il ghiaccio inizia a sciogliersi: quindi nel contenitore vi è la compresenza di acqua sia allo stato solido che allo stato liquido. In questa fase pur continuando ad immettere calore, la temperatura rimane costante sul valore di 0 °C.

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Nel tratto A-B il calore che viene immesso serve a sciogliere tutto il ghiaccio: cioè è il calore che permette il cambiamento di stato: da solido a liquido. E’ il calore latente di fusione: più precisamente il calore latente di fusione è quella quantità di calore necessario per sciogliere 1 Kg di sostanza. La temperatura in corrispondenza della quale la sostanza inizia a cambiare il suo stato da solido a liquido, si chiama punto di fusione.

Punto di fusione e calore latente di fusione sono caratteristica di ogni sostanza: cioè ogni sostanza ha precisi valori di queste due quantità che in generale sono diversi da una sostanza all’altra.

In B tutta la fase solida si è sciolta, e quindi tutta la massa d’acqua si trova allo stato liquido.

Dopo che tutta la massa d’acqua è diventata liquida, continuando ad immettere calore, la temperatura dell’acqua riprende a salire fino a giungere il valore di 100 °C. (punto C).

Giunti a questo a punto l’acqua inizia a bollire e continuando ad immettere calore, si assiste al cambiamento di stato dalla fase liquida alla fase gassosa.

La temperatura rimane costante sui 100 °C fino al punto D.

Giunti al punto D, tutta la massa d’acqua è evaporata e continuando ad immettere calore, la temperatura riprende a salire.

Ogni sostanza liquida ha un suo preciso valore di temperatura alla quale bolle: si chiama punto di ebollizione.

Si definisce calore latente di vaporizzazione di un liquido, la quantità di calore da somministrare ad una massa di 1 kg di liquido affinché essa si trasformi completamente in vapore.

Qv = Q/m

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