顕熱と潜熱について

質問

困ってます。顕熱と潜熱の定義が分かりません。
教えてください。
自分で分かっている範囲では、顕熱は液体とか気体とかそういう状態で温度を変化する熱。
つまり水を温度を上げていけば０～１００℃まで水ｎ比熱にかかる熱が顕熱。そんで水蒸気化したら、今度は１００～上限？まで上げる熱も水蒸気の比熱できまります。潜熱とは蒸発熱とか融解熱ですよね・・
そこで質問
水を0℃から300℃まで上げるには液体の時の顕熱＋水蒸気の時の顕熱＋気化熱・・・？？
つまり気化熱って一定なんでしょうか？
ついでに言うと潜熱って物性によって一定なんですか？
そもそも上式の考え方で合っているのでしょうか？
エタノールと水の顕熱と潜熱について詳しく教えて下さい。
それからエタノールと水が混ざっている場合、単純にモル比で熱を計算すればいいんですよね？
違うのかな？
そもそもやっぱり顕熱、潜熱から教えて下さい
お願い致します

回答No.1

shkwta · ベストアンサー

物質が熱を授受するときに相変化を伴うものが潜熱、相変化を伴わないのが顕熱です。たとえば、熱湯に氷を放り込んで融かすとき、熱湯が放出するのは顕熱、氷が受けとるのは潜熱です。

「気化熱」と「蒸発熱」を混ぜて使っていますが、「蒸発熱」に統一します。

＞つまり気化熱って一定なんでしょうか？
＞ついでに言うと潜熱って物性によって一定なんですか？

蒸発熱は物質定数で、ある物質の単位量が蒸発するときに吸収する熱量は物質ごとに決まっています。ただし、温度・圧力により変化します。他の種類の潜熱（融解熱、昇華熱）も同様です。

＞エタノールと水が混ざっている場合、単純にモル比で熱を計算
近似的にはいいですが、厳密には水とエタノールを混ぜるとわずかに発熱するので、その分を計算に入れないといけません。混合物のまま扱うと（共沸混合物以外は一定の沸点を示さないなど）途中が複雑になるので、純物質として計算したものにあとで混合熱を加えます（熱は、どのルートで計算しても同じ。ヘスの法則）。

お礼

ありがとうございます。
すこし質問があります。熱湯が放出する熱が顕熱とありますが。これは熱湯が氷に与える熱でよいのでしょうか？それから氷が受け取る潜熱は融解熱ですよね？
もう一つ、蒸発熱は物性定数で圧力温度によって変化するとあります。
それは系の圧力温度ですよね？つまり減圧では水は80℃でも沸騰します。その時の潜熱は100℃の時の潜熱と同じでは無いという事でしょうか？
ある物性の単位量が蒸発する時に吸収する熱は一定という事は、熱と圧力の係数なんですか？潜熱って・・
すいません。よろしければ潜熱の算出式ってどういうものなんでしょうか？
それから顕熱の考え方は比熱を係数として算出するのでいいんですよね？・・

混合物は近似的にはよいですか・・難しい・・

回答No.2

shkwta

No.1の補足です。

＞これは熱湯が氷に与える熱でよいのでしょうか？
＞氷が受け取る潜熱は融解熱ですよね？
＞それは系の圧力温度ですよね？

これらはその通りです。

＞その時の潜熱は100℃の時の潜熱と同じでは無いという事でしょうか？

同じではありません。次の２つの経路Ａ・Ｂで熱量の合計が等しくなります。

（経路Ａ）
・80℃, 1013hPaの水 → 80℃, 474hPaの水 (わずかに吸熱）
・80℃, 474hPaの水 → 80℃, 474hPaの水蒸気（蒸発熱Ａを吸収）
・80℃, 474hPaの水蒸気 → 80℃, 1013hPaの水蒸気（等温圧縮で発熱）
・80℃, 1013hPaの水蒸気 → 100℃, 1013hPaの水蒸気（吸熱）

（経路Ｂ）
・80℃, 1013hPaの水 → 100℃, 1013hPaの水（吸熱）
・100℃, 1013hPaの水 → 100℃, 1013hPaの水蒸気（蒸発熱Ｂを吸収）

経路Ａと経路Ｂは最初と最後が同じなので、ヘスの法則により合計は等しいですが、蒸発熱Ａと蒸発熱Ｂは異なります。

＞熱と圧力の係数なんですか？潜熱って・・
温度と圧力の関数です。

＞潜熱の算出式ってどういうものなんでしょうか？
実測値を用いるか、または他の経路が実測されていれば上のようにヘスの法則で計算します。「化学便覧」などのデータブックに掲載されています。

＞顕熱の考え方は比熱を係数として算出するのでいいんですよね
その通りですが、厳密には比熱(あるいはモル熱容量）は温度によって変化します。

お礼

難しいです・・・
もう少し勉強します。
ヘスの法則というのを勉強すればいいんですよね？