درک گرمای نهان
اگر یک دماسنج جیوهای را درون ظرفی حاوی مخلوطی از آب سرد و یخ قرار دهید ، مشاهده خواهید کرد که پس از حرکت به سمت پایین، سطح جیوه ثابت میماند یا دیگر حرکت نمیکند. سطح جیوه پس از رسیدن به نقطه ذوب آب یا نقطه انجماد آب (0 درجه سانتیگراد) از حرکت باز میایستد. اگر ظرف باز باشد، گرما از هوای با دمای بالاتر به مخلوط یخ و آب با دمای پایینتر جریان مییابد. گرمای اضافی هوا باعث ذوب شدن یخ میشود. آیا با ذوب شدن یخ، دمای مخلوط یخ و آب تغییر میکند؟ با ذوب شدن یخ، دمای مخلوط آب و یخ تغییر نمیکند.
اگر مخلوطی از یخ و آب با استفاده از آتش یا بخاری برقی گرم شود، به عنوان مثال، تمام یخ به آب تبدیل میشود. اگر گرم کردن ادامه یابد، دمای آب افزایش مییابد تا به ۱۰۰ درجه سانتیگراد برسد. در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد، آب شروع به تبخیر میکند. اگر شعله بزرگتر شود یا آب همچنان گرم شود، آب سریعتر به بخار تبدیل میشود، در حالی که دمای آب تغییر نمیکند یا در ۱۰۰ درجه سانتیگراد باقی میماند. این نقطه جوش آب است، بالاترین دمایی که آب میتواند به آن برسد.
نمودار رابطه بین گرما و تغییرات دما و تغییرات حالت آب.
AB = گرمای اضافی دمای یخ را به 0 افزایش میدهد oC
BC = گرمای اضافی برای ذوب شدن یخ و تبدیل آن به آب
CD = گرمای اضافی دمای آب را از ۰ افزایش میدهد oسی تا ۰ oC
DE = گرمای اضافی برای تبخیر آب
EF = گرمای اضافی دمای بخار را افزایش میدهد
نمودار بالا فرآیند تغییر دما و تغییرات حالت آب را هنگام جذب گرما (در فشار هوای ۱ اتمسفر) نشان میدهد. اگر آب گرما آزاد کند ، فرآیندی که رخ میدهد برعکس فرآیند بالا است (فلش برعکس است). اضافه شدن گرما از B - C باعث تغییر دمای آب نمیشود، بلکه فقط یخ را ذوب میکند و به آب تبدیل میکند. به همین ترتیب، اضافه شدن گرما از D - E باعث تغییر دمای آب نمیشود، بلکه فقط آب را به بخار تبدیل میکند. آب فقط یک مثال است. اساساً، همه اشیاء مانند آب، فرآیند تغییر حالت و تغییر دما را تجربه میکنند، زمانی که جسم گرما جذب میکند. تفاوت در نقطه انجماد و نقطه جوش است. هر جسم نقطه انجماد و نقطه جوش متفاوتی دارد. اگر جسمی گرما آزاد کند، فرآیندی که رخ میدهد برعکس فرآیند بالا است.
گرمای همجوشی (L)F)
گرمای همجوشی مقدار گرمایی است که ۱ کیلوگرم از یک جسم برای تغییر حالت آن از جامد به مایع جذب میکند یا گرمایی است که ۱ کیلوگرم از یک جسم برای تغییر حالت آن از مایع به جامد آزاد میکند. فرمول تعیین مقدار گرمای جذب شده (یا آزاد شده) برای تغییر حالت یک جسم از جامد به مایع (یا مایع به جامد):
Q = m³ LF
شرح: Q = گرمای جذب شده یا آزاد شده، m = جرم جسم، LF = گرمای همجوشی (F = ادغام).
گرمای بخار (لیتر)V)
گرمای بخار مقدار گرمایی است که ۱ کیلوگرم از یک جسم برای تغییر حالت آن از مایع به گاز جذب میکند یا گرمایی است که ۱ کیلوگرم از یک جسم برای تغییر حالت آن از گاز به مایع آزاد میکند. فرمول تعیین مقدار گرمای جذب شده (یا آزاد شده) برای تغییر حالت یک جسم از مایع به گاز (یا گاز به مایع):
Q = m³ LV
شرح: Q = گرمای جذب شده یا آزاد شده، m = جرم جسم، LV = گرمای بخار (V = Vآپوریزاسیون)
گرمای ذوب و گرمای تبخیر، گرمای نهان نامیده میشوند.
هر جسمی نقطه ذوب و جوش متفاوتی دارد. گرمای ذوب و گرمای تبخیر هر جسم نیز متفاوت است.
مراجع