ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความร้อนแฝง
หากคุณเสียบเทอร์โมมิเตอร์ปรอทลงในภาชนะที่มีส่วนผสมของน้ำเย็นและน้ำแข็ง คุณจะสังเกตเห็นว่าหลังจากที่ปรอทเคลื่อนลงไปแล้ว ผิวปรอทจะหยุดนิ่งหรือไม่ขยับอีกต่อไป ผิวปรอทจะหยุดขยับเมื่อถึงจุดหลอมเหลวของน้ำหรือจุดเยือกแข็งของน้ำ (0 องศาเซลเซียส) หากภาชนะเปิดอยู่ ความร้อนจะไหลจากอากาศที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังส่วนผสมของน้ำแข็งและน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ความร้อนเพิ่มเติมจากอากาศทำให้น้ำแข็งละลาย เมื่อน้ำแข็งละลายอุณหภูมิของส่วนผสมของน้ำแข็งและน้ำจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่? เมื่อน้ำแข็งละลาย อุณหภูมิของส่วนผสมของน้ำและน้ำแข็งจะไม่เปลี่ยนแปลง
หากนำส่วนผสมของน้ำแข็งและน้ำมาให้ความร้อนโดยใช้ไฟหรือเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า น้ำแข็งทั้งหมดจะกลายเป็นน้ำ หากให้ความร้อนต่อไป อุณหภูมิของน้ำจะเพิ่มขึ้นจนถึง 100 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส น้ำจะเริ่มระเหย หากเพิ่มขนาดเปลวไฟหรือให้ความร้อนแก่น้ำต่อไป น้ำจะกลายเป็นไอน้ำเร็วขึ้น ในขณะที่อุณหภูมิของน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลงหรือคงอยู่ที่ 100 องศาเซลเซียส นี่คือจุดเดือดของน้ำ อุณหภูมิสูงสุดที่น้ำสามารถเข้าถึงได้
กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความร้อน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำ
AB = ความร้อนเพิ่มเติมทำให้อุณหภูมิของน้ำแข็งเพิ่มขึ้นเป็น 0 oC
BC = ความร้อนเพิ่มเติมเพื่อละลายน้ำแข็งให้กลายเป็นน้ำ
CD = ความร้อนเพิ่มเติมจะเพิ่มอุณหภูมิของน้ำจาก 0 oC ถึง 100 oC
DE = ความร้อนเพิ่มเติมเพื่อระเหยน้ำ
EF = ความร้อนเพิ่มเติมจะเพิ่มอุณหภูมิของไอน้ำ
กราฟด้านบนแสดงกระบวนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำเมื่อดูดซับความร้อน (ที่ความดันอากาศ 1 บรรยากาศ) หากน้ำปล่อยความร้อนกระบวนการที่เกิดขึ้นจะตรงกันข้ามกับกระบวนการข้างต้น (ลูกศรจะกลับทิศทาง) การเพิ่มความร้อนจากจุด B ไป C ไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำ แต่เพียงแค่ละลายน้ำแข็งกลายเป็นน้ำ ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มความร้อนจากจุด D ไป E ไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำ แต่เพียงแค่เปลี่ยนน้ำให้กลายเป็นไอน้ำ น้ำเป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งเท่านั้น โดยพื้นฐานแล้ว วัตถุทุกชนิดจะประสบกับกระบวนการเปลี่ยนแปลงสถานะและอุณหภูมิเช่นเดียวกับน้ำ เมื่อวัตถุดูดซับความร้อน ความแตกต่างอยู่ที่จุดเยือกแข็งและจุดเดือด วัตถุแต่ละชนิดมีจุดเยือกแข็งและจุดเดือดที่แตกต่างกัน หากวัตถุปล่อยความร้อน กระบวนการที่เกิดขึ้นจะตรงกันข้ามกับกระบวนการข้างต้น
ความร้อนของการหลอมเหลว (L)F)
ความร้อนของการหลอมเหลว คือปริมาณความร้อนที่วัตถุ 1 กิโลกรัมดูดซับเพื่อเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว หรือปริมาณความร้อนที่วัตถุ 1 กิโลกรัมปล่อยออกมาเพื่อเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง สูตรในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ดูดซับ (หรือปล่อยออกมา) เพื่อเปลี่ยนสถานะของวัตถุจากของแข็งเป็นของเหลว (หรือจากของเหลวเป็นของแข็ง) คือ:
Q = m LF
คำอธิบาย: Q = ความร้อนที่ถูกดูดซับหรือปล่อยออกมา, m = มวลของวัตถุ, L = มวลของวัตถุF = ความร้อนของการหลอมเหลว (F = ฟิวชั่น).
ความร้อนจากไอน้ำ (ลิตร)V)
ความร้อนจากไอน้ำ คือปริมาณความร้อนที่วัตถุ 1 กิโลกรัมดูดซับเพื่อเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส หรือปริมาณความร้อนที่วัตถุ 1 กิโลกรัมปล่อยออกมาเพื่อเปลี่ยนสถานะจากแก๊สเป็นของเหลว สูตรในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ดูดซับ (หรือปล่อยออกมา) เพื่อเปลี่ยนสถานะของวัตถุจากของเหลวเป็นแก๊ส (หรือจากแก๊สเป็นของเหลว) คือ:
Q = m LV
คำอธิบาย: Q = ความร้อนที่ถูกดูดซับหรือปล่อยออกมา, m = มวลของวัตถุ, L = มวลของวัตถุV = ความร้อนของไอน้ำ (V = Vการเกิดรูพรุน)
ความร้อนของการหลอมเหลวและความร้อนของการระเหยเรียกว่าความร้อนแฝง
วัตถุแต่ละชนิดมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดแตกต่างกัน นอกจากนี้ ความร้อนของการหลอมเหลวและความร้อนของการระเหยของวัตถุแต่ละชนิดก็แตกต่างกันด้วย
อ้างอิง