Matematické Fórum
Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
#2 23. 01. 2022 12:39
- Richard Tuček
- Místo: Liberec
- Příspěvky: 1272
- Reputace: 20
- Web
Re: Proč má led poloviční měrné skupenské teplo než voda?
To, že to jak je, se ví již delší dobu. Proč to tak je asi zůstane záhadou.
Některé věci zůstanou záhadné i přes pokrok vědy a techniky.
Např. je záhadou tzv. anomálie vody.
Offline
#3 23. 01. 2022 12:51
Re: Proč má led poloviční měrné skupenské teplo než voda?
Já to samozřejmě nevím, ale vysvětlení všech těchto věcí dokáže podat jedině kvantová mechanika. Nevím, jak je to zrovna u vody, ale i u plynů můžeme pozorovat, že se tepelná kapacita mění s teplotou. Že při snižování teploty se snižuje taky.
Minimálně u plynů je příčina v tom, že některé pohyby atomů při nízkých teplotách "zamrzají". Klasický model látky (z pohledu tepelné kapacity) je prostě soustava hmotných bodů spojených navzájem pružinami. Což vede na přestavu kupy elementárních hamonických oscilátorů. A každý tenhle oscilátor obdrží energii [mathjax]1/2kT[/mathjax], říká tzv. Ekvipartiční teorém.
Ale v kvantové mechanice se harmonický oscilátor chová jinak. Nemůže nabývat libovolně malou energii, jeho energie je "kvantována", má svoji minimálně hodnotu a pak může nabývat jen její násobky. Pokud je energie tepelného pohybu (to 1/2 kT) znatelně větší než minimální energie toho oscilátoru, chová se to stejně jako klasický. Pokud je ovšem menší, oscilátor nám "zamrzne", nachází se ve stavu s nejnižší možnou energií a tepelného pohybu se dále neúčastní.
Při zamrzání ledu jde nejspíš o ten samý mechanismus. Jen je to, narozdíl od plynů, o dost složitější situace, protože různé oscilátory o různé minimální energii mohou vznikat nejen na úrovni atomů, ale i na úrovni vyšších celků. Je ale zjevné, že při zamrzání vody nám "zamrzne" i nějaká třída takovýchto oscilátorů, které se pak už nemohou účastnit akumulování energie tepelného pohybu.
Ale detaily teda nevím. Navíc netuším, jak moc se orientuješ v té kvantové mechanice.
Offline
#6 23. 01. 2022 13:54
Re: Proč má led poloviční měrné skupenské teplo než voda?
↑ maja3111:
Hezký den.
A není v dotazu překlep? Řekl bych, že by se mělo spíš jednat o měrná specifická tepla (tepelné kapacity). To je u vody 2x větší, než u ledu.
Pokud se tedy nemýlím.
Offline
#7 23. 01. 2022 17:08
- Mirek2
- Příspěvky: 1213
Re: Proč má led poloviční měrné skupenské teplo než voda?
↑ maja3111:
Nejspíš jde o měrnou tepelnou kapacitu
https://cs.wikipedia.org/wiki/M%C4%9Brn … 1_kapacita
Proč má voda větší měrnou tepelnou kapacitu než led, je stručně popsáno zde: https://vesmir.cz/cz/on-line-clanky/201 … -vody.html
v části Vysvětlení tepelné vlastnosti (skoro na konci), ale neuvádí se, proč je dvojnásobná.
Offline
#9 27. 01. 2022 10:05
Re: Proč má led poloviční měrné skupenské teplo než voda?
↑ maja3111:
Voda má skutočne aj v tejto oblasti tepelnej kapacity výnimočné postavenie.
Prikladám porovnanie s kapacitami iných látok.
https://ctrlv.sk/SmeW
Offline