Höyrystymislämpö

Höyrystymislämpö (tunnus Q_h) 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 Q_h=rm, missä r on aineen ominaishöyrystymislämpö ja m aineen massa. Aineen sulattamiseen tarvittavaa energiaa kutsutaan puolestaan sulamislämmöksi.

Höyrystymislämpö aineyksikköä kohti

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

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

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

• Ominaislämpökapasiteetti
• Entalpia
• Sulamislämpö