Tepelná kapacita vody
Papírový kelímek naplňte částečně vodou a zahřívejte nad plamenem. Voda se v papírovém kelímku začne vařit. Kelímek může začít ohořívat svrchu (zápalná teplota papíru je 233 °C); tam, kde je voda, je teplo plamene absorbováno vodou, jejíž teplota se bude zvyšovat, ale nepřesáhne 100 °C. Voda je lepší vodič tepla než papír, takže do ní bude převedena většina dodaného tepla. Takto bylo možno vařit v nádobách z kůže nebo dokonce březové kůry (původně se ovšem voda v kožených nádobách zahřívala vhazováním horkých kamenů do nádoby).
Fázové rovnováhy
- Změna skupenství
Nejprve si osvěžme pojem fáze. Zhruba jej můžeme nahradit běžnějším pojmem skupenský stav. Není to však totéž - pojem fáze je obecnější. Například voda a olej jsou dvě fáze, ale jen jeden skupenský stav, kapalný. Nebo grafit a diamant jsou dvě fáze, ale jen jeden skupenský stav, pevný.
Nyní pojem fázová rovnováha. Vhodíme-li několik kostek ledu do kapalného nápoje za běžné teploty, máme systém o dvou fázích, v tomto případě i o dvou skupenských stavech. Systém není ve fázové rovnováze: nápoj chladne, led se rozpouští. Po dostatečné době dojde k termodynamické rovnováze (v tomto případě dojde k vyrovnání teplot). V ní mohou nastat tyto případy:
Led rozpuštěn, nápoj ochlazen, žádná fázová rovnováha
Část ledu rozpuštěna, zbytek plave v nápoji, led i nápoj mají stejnou teplotu, fázová rovnováha kapalina-pevná fáze
Studium fázových rovnováh je součástí chemické thermodynamiky. Cílem tohoto studia je umět vypočítat, které fáze budou v systému stabilní za dané teploty, tlaku a složení, a jaké budou podmínky stability při změně těchto parametrů. Znalost fázových rovnováh je nezbytná při čištění a separaci látek, při konstrukci ropovodů a plynovodů nebo k porozumění procesům, jimiž vznikaly zemské horniny.
Termodynamika
- Teplo, Přeměna energie, ohřev
Termodynamika studuje energetické změny systému a jejich dopad na systém. Definuje termodynamické potenciály, s jejichž pomocí lze určit podmínky, za nichž je systém v rovnováze nebo určit, zda děj bude probíhat spontánně (samovolně).
Součástí termodynamiky je termochemie, věda zabývající se tepelným zabarvením chemických reakcí. Reakce, při kterých je teplo uvolňováno, se nazývají reakce exotermické (např. hoření), jejich opakem jsou reakce endotermické, při nichž se teplo spotřebovává.