Основни метеорологии Промени в състоянието на водата
промени в състоянието на водата
Водните пари в атмосферата могат да се превърнат в другите си течни или твърди състояния при температурата и налягането в околната среда, така че водата може да напусне океаните като газ и да се върне като течност. Процесите на промяна на състоянието на водата (и на всяко вещество) изискват поглъщане или отделяне на топлина. Когато топлината се добавя или отстранява от вещество, възникват температурни вариации (увеличаване или намаляване), тази топлина се нарича разумна топлина, защото обектът усеща добавената или загубена топлина, когато температурата му се променя.
Но при определени условия към веществото се добавя топлина, без да се променя температурата му, например когато водата се изпарява, в този случай има промяна на състоянието или фазата и топлината, необходима за фазовото изменение, се нарича латентна топлина, защото тази топлина присъства и е готова за използване, когато процесът на промяна на състоянието приключи. Например, ако водата се вари в отворен съд при нормално атмосферно налягане, температурата не се повишава над 100 ° C, независимо колко топлина се доставя. Топлината, която се абсорбира, без да се променя температурата на водата, е латентна топлина; не се губи, но се използва за трансформиране на водата в пара и се съхранява като енергия в парата. Когато парата кондензира, за да образува вода, тази енергия се освобождава отново, възстановявайки скритата топлина като чувствителна топлина. По същия начин, ако смес от лед и вода се нагрява, нейната температура не се променя, докато целият лед не се разтопи. Погълнатата латентна топлина се използва за преодоляване на силите, които държат ледените частици заедно, и се съхранява като енергия във вода.
Когато водата се изпарява от слънчева радиация, топлината, използвана като латентна топлина, по-късно се отделя като разумна топлина, когато парите отново се кондензират във водни капчици. Отделянето на латентна топлина е важен източник на енергия за образуване на бури, урагани и бури. Латентната топлина е топлинната енергия, необходима за промяна на килограм вещество от едно състояние в друго, тя се измерва в J/kg или cal/gr. Съществуват латентни топлини на синтез, изпаряване и сублимация за различните процеси на промяна на състоянието на водата, които са илюстрирани на фигура 5.4 и които са обобщени по-долу.