伝熱/相変化を伴う熱伝達

相変化を伴う熱伝達

編集

沸騰

編集

一般的に、物質の温度をその沸点まで上げること、そしてそれを超えることを意味します。純物質の質量 m を液体から蒸気に変えるために必要な熱量は、通常、蒸発潜熱として次のように示されます:

 

潜熱は一般に圧力の関数です; 標準的なテキストでは通常、1気圧(または1バール)で与えられます。多くの応用では、潜熱の圧力依存性は無視されます。

凝縮

編集

凝縮とは、蒸気状態の物質の温度をその沸点/蒸発温度まで下げることを意味します。例えば、120°C の水は、気圧で蒸気状態にありますが、その温度が100°C 以下に下がると、同じ圧力で液体状態に凝縮します。

液体を凝縮させるときに放出される熱量は、同じ質量の液体を蒸発させるために必要な熱量と同じ大きさです。ただし、凝縮するときには熱が放出されるため、符号は正ではなく負になります。

凍結と融解

編集

凍結とは、物質の温度を下げて液体から固体に変えることを意味します。融解は、固体が液体に戻る変化です。

純物質を融解または凍結させるために必要な熱量は、蒸発または凝縮に必要な熱量と同じ方法で計算されますが、異なる潜熱である融解潜熱が使用されます。これは物を凍結させるために使用されます。

昇華

編集

特定の圧力範囲では、固体は融解することなく直接気体に変わり、逆もまた然りです。昇華の潜熱は、圧力変化の影響が無視できると仮定した場合、蒸発熱と融解熱の合計です: