Höyrystymislämpö

Höyrystymislämpö (tunnus Qh) on fysikaalinen suure. Se määritellään lämpömääräksi, joka tarvitaan höyrystämään haluttu määrä jotakin tiettyä ainetta. Aineen höyrystyessä molekyylien väliset sidokset katkeavat ja aine muuttuu nesteestä kaasuksi. Höyrystymislämmön yksikkö on joule (J).

Koska höyrystyminen on tiivistymisen vastaprosessi, käytetään myös termiä tiivistymislämpö. Tiivistymislämpö määritellään lämpömääräksi, joka vapautuu kun vastaava määrä ainetta tiivistyy kiehumispisteessään normaalipaineessa. Kaasun lämpötilan tai paineen laskiessa kaasun energia pienenee, ja lopulta molekyylien liike käy niin heikoksi, että molekyylien väliset voimat jaksavat vetää ne lähelle toisiaan. Tietyllä rajalla kaasu muuttuu nesteeksi ja höyrystymislämpöä vastaava energia vapautuu.

Mitä korkeampi paine ja lämpötila aineella on, sitä pienempi on sen höyrystymislämpö. Kriittisessä pisteessä (vesi: 374.15 °C, p=221.2 bar) nesteen höyrystymislämpö on nolla. Tässä lämpötilassa nesteen ja höyryn välinen jyrkkä ero katoaa. Aine ei höyrysty lämmittämällä eikä nesteydy nostamalla painetta. Lämpötilan ylittäessä kriittisen pisteen puhutaan paineen mukaan joko ylikriittisestä fluidista tai ylikriittisestä höyrystä.

Höyrystymislämpö lasketaan kaavalla Qh=rm, missä r on aineen ominaishöyrystymislämpö ja m aineen massa. Aineen sulattamiseen tarvittavaa energiaa kutsutaan puolestaan sulamislämmöksi.

Höyrystymislämpö aineyksikköä kohti muokkaa

Ominaishöyrystymislämpö (tunnus r) on tietylle aineelle ominainen vakio. Se määritellään lämpömääränä, joka vaaditaan höyrystämään yksi kilogramma ainetta höyrystymislämpötilassaan normaalipaineessa, 101 325 Pa:ssa. Ominaishöyrystymislämmön yksikkö on J/kg.

Esimerkiksi veden ominaishöyrystymislämpö normaalipaineessa on noin 2 260 kJ/kg, joka vastaa 40,8 kJ/mol. Tämä on melko paljon eli noin viisi kertaa energiamäärä, joka tarvitaan veden lämmittämiseksi 0 °C lämpötilasta 100 °C lämpötilaan.

Moolinen höyrystymislämpö puolestaan määritellään lämpömääränä, joka vaaditaan höyrystämään yksi mooli ainetta höyrystymislämpötilassaan normaalipaineessa. Moolisen höyrystymislämmön yksikkö on J/mol. Moolinen höyrystyslämpö saadaan ominaishöyrystymislämmöstä kertomalla se aineen moolimassalla.

Alkuaineiden moolisia höyrystymislämpöjä muokkaa

Alkuaine Höyrystymislämpö (kJ/mol)
Aktinium 400
Alumiini 293,4
Antimoni 77,14
Argon 6,447
Arseeni 34,76
Astatiini 114
Barium 142
Beryllium 292,40
Boori 489,7
Bromi 15,438
Cerium 414
Cesium 67,74
Elohopea 59,229
Fluori 3,2698
Fosfori 12,129
Gallium 258,7
Germanium 330,9
Hafnium 575
Happi 3,4099
Helium 0,0845
Hiili 355,8
Hopea 250,58
Indium 231,5
Iridium 604
Jodi 20,752
Kadmium 100
Alkuaine Höyrystymislämpö (kJ/mol)
Kalium 79,87
Kalsium 153,6
Kloori 10,2
Koboltti 376,5
Kromi 344,3
Krypton 9,029
Ksenon 12,636
Kupari 300,3
Kulta 334,4
Lantaani 414
Litium 145,92
Lyijy 177,7
Magnesium 127,4
Mangaani 226
Molybdeeni 598
Natrium 96,96
Neon 1,7326
Neptunium -
Nikkeli 370,4
Niobium 696,6
Osmium 627,6
Palladium 357
Pii 384,22
Platina 510
Polonium 60,1
Radium 37
Alkuaine Höyrystymislämpö (kJ/mol)
Radon 16,4
Rauta 349,6
Renium 715
Rikki 1,7175
Rodium 493
Rubidium 72,216
Rutenium 595
Seleeni 26,3
Sinkki 115,3
Skandium 314,2
Strontium 144
Tallium 164,1
Tantaali 743
Teknetium 660
Telluuri 52,55
Tina 295,8
Titaani 421
Torium 514,4
Typpi 2,7928
Vanadiini 452
Vety 0,44936
Vismutti 104,8
Volframi 824
Yttrium 363
Zirkonium 58,2

Aineiden ominaishöyrystymislämpöjä normaalipaineessa muokkaa

Aine Ominaishöyrystymislämpö r (kJ/kg)
Asetoni 539
Etanoli 841
Etyylieetteri 353
Bentseeni 394
Metanoli 1104
Metyylikloridi 406
m-Ksyleeni 339
Aine Ominaishöyrystymislämpö r (kJ/kg)
Rikkihiili 356
Tärpätti 293
Tolueeni 364
Vesi 2257
Jäähdytysneste R-12 (t=–30 °C, p=1,00 bar) 165
Jäähdytysneste R-502 (t=–30 °C, p=1,99 bar) 167

Katso myös muokkaa