الحرارة الكامنة للانصهار والتبخير والتصلب والتكثيف

ال الحرارة الكامنة هي تلك التي لا "تشعر" بها ، لأنها تمثل الطاقة الحرارية التي يتم إطلاقها أو امتصاصها أثناء تغيير الطور ، دون زيادة أو تقليل درجة حرارة النظام الديناميكي الحراري. هناك عدة أنواع من الحرارة الكامنة ، والتي تحكمها التغيرات الطورية للمادة.

أنواع الحرارة الكامنة هي الحرارة الكامنة للانصهار والتبخير والتصلب والتكثيف. بمعنى آخر ، هذه القيم هي وحدات الحرارة لكل كتلة المطلوبة لتحقيق تغيير المرحلة. في مجال الديناميكا الحرارية ، تعتبر دراسة نقل الحرارة والتأثيرات الحرارية شائعة.

وتشارك هذه الآثار في أي عملية ، حتى في تلك التي تحدث في درجة حرارة ثابتة. ثم يتم ملاحظة نوعي الحرارة اللذين يمكن نقلهما إلى جسم أو مادة وإلى البيئة المحيطة أثناء العملية ، والتي تحكمها الخصائص الفردية للمادة المعنية: الحرارة حساس والحرارة كامن.

تشير الحرارة المعقولة إلى الحرارة "اشعر " أو تقاس في العملية من خلال التغيرات في درجة حرارة الجسم. في المقابل ، تشير الحرارة الكامنة إلى اللحظة التي يتم فيها امتصاص الطاقة أو إطلاقها دون إحداث تغييرات في درجات الحرارة.

مؤشر

• 1 الحرارة الكامنة للانصهار
• 2 الحرارة الكامنة للتبخير
• 3 الحرارة الكامنة للتصلب
• 4 الحرارة الكامنة من التكثيف
• 5 المراجع

الحرارة الكامنة للانصهار

الانصهار هو عملية فيزيائية تتمثل في انتقال المرحلة من مادة من مادة صلبة إلى سائلة. لذلك ، فإن الحرارة الكامنة للانصهار لمادة ما ، أو المحتوى الحراري للانصهار ، هو تغيير المحتوى الحراري الناجم عن امتصاص الطاقة والذي يؤدي إلى انتقال المادة الصلبة من الطور الصلب إلى الطور السائل عند ضغط ثابت.

تسمى درجة الحرارة التي يحدث فيها هذا الانتقال درجة حرارة الانصهار ، ويفترض أن يكون الضغط 1 atm أو 101 325 kPa ، اعتمادًا على نظام العمل.

بفضل الاختلاف في القوى بين الجزيئات ، تتمتع الجزيئات الموجودة في الطور السائل بقدرة داخلية أعلى من الطاقة الصلبة ، لذلك تحتاج المواد الصلبة إلى طاقة إيجابية (تمتص الحرارة) لإذابها والوصول إلى السائل ، بينما يجب أن تكون السوائل الافراج عن الحرارة لتجميد (تصلب).

يمكن تطبيق هذا التغير في المحتوى الحراري على أي كمية من المواد تصل إلى الانهيار ، بغض النظر عن مدى صغرها ، وهي قيمة ثابتة (نفس كمية الطاقة) يتم التعبير عنها بوحدات kJ / kg عندما تريد الإشارة إلى الوحدات من العجين.

تكون دائمًا كمية موجبة ، باستثناء حالة الهليوم ، مما يعني أن الهليوم يتجمد مع امتصاص الحرارة. قيمة الانصهار الحراري الكامنة للمياه هي 333.55 كج / كغ.

الحرارة الكامنة للتبخير

وتسمى أيضًا enthalpy of vaporization ، وهي كمية الطاقة التي يجب إضافتها إلى مادة في المرحلة السائلة حتى تنتقل إلى مرحلة الغاز. هذه القيمة هي دالة للضغط الذي يحدث فيه التحول.

عادةً ما يرتبط بنقطة الغليان العادية للمادة ، أي نقطة الغليان التي تكون فيها عندما يكون ضغط بخار السائل مساوياً لضغط الغلاف الجوي عند مستوى سطح البحر (1 atm).

تعتمد حرارة التبخير على درجة الحرارة ، على الرغم من أنه يمكن افتراض أنها تظل ثابتة عند درجات حرارة منخفضة وفي درجات حرارة أقل بكثير من درجة حرارة واحدة.

بالإضافة إلى ذلك ، من المهم الإشارة إلى أن حرارة التبخير تتناقص في درجات حرارة عالية ، حتى تصل إلى ما يسمى درجة الحرارة الحرجة للمادة ، حيث يتم تسويتها. خارج درجة الحرارة الحرجة ، تصبح مراحل البخار والسائل غير قابلة للتمييز ، وتصبح المادة حالة من السوائل فوق الحرجة.

رياضيا ، يتم التعبير عنها على أنها زيادة في طاقة الطور البخاري مقارنة بالطاقة في الطور السائل ، بالإضافة إلى العمل الذي يجب تطبيقه ضد الضغط الجوي.

سيكون المصطلح الأول (زيادة الطاقة) هو الطاقة المطلوبة للتغلب على التفاعلات بين الجزيئات الموجودة في السائل ، حيث سيكون لتلك المواد ذات القوى الأعلى بين الروابط (الماء ، على سبيل المثال) ارتفاع درجات حرارة كامنة أعلى من التبخير (2257 كيلو جول / كجم). ) من أولئك الذين لديهم قوة صغيرة بين روابطهم (21 كيلو جول / كغ).

الحرارة الكامنة للتصلب

الحرارة الكامنة للتصلب هي الحرارة التي ينطوي عليها تغيير المرحلة من مادة ما من السائل إلى الصلب. كما ذكرنا سابقًا ، تمتلك جزيئات مادة ما في الطور السائل طاقة داخلية أكبر من الجزيئات الصلبة ، لذلك في التصلب يتم إطلاق الطاقة بدلاً من امتصاصها ، كما في الانصهار.

لذلك ، في النظام الديناميكي الحراري ، يمكن القول أن الحرارة الكامنة للتصلب هي عكس تلك الموجودة في الانصهار ، حيث يتم إطلاق الطاقة المعنية إلى الخارج عندما يحدث تغير الطور.

أي إذا كانت قيمة الحرارة الكامنة للذوبان في الماء هي 333.55 كيلوجرام / كغ ، فإن قيمة الحرارة الكامنة للتصلب أو تجميد الماء ستكون -333.55 كج / كغ..

الحرارة الكامنة من التكثيف

الحرارة الكامنة للتكثف هي تلك التي تحدث عندما يكون هناك تغير في الطور من مادة غازية إلى سائلة ، كما في حالة بخار الماء.

فيما يتعلق بالطاقة لكل جزيء ، في الغازات هذا أعلى من الطاقة في السوائل ، لذلك هناك أيضا إطلاق للطاقة عند الانتقال من المرحلة الأولى إلى الثانية.

مرة أخرى ، يمكن القول أن قيمة الحرارة الكامنة للتكثيف ستكون هي نفسها قيمة التبخير ولكن بقيمة سالبة. ثم ، فإن قيمة الحرارة الكامنة للتكثيف للمياه تساوي -2257 كج / كغ.

في درجات الحرارة المرتفعة ، ستنخفض حرارة التكثيف ، بينما تزداد درجة الغليان.

مراجع

1. الحرارة الكامنة. (بدون تاريخ). تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
2. Smith، J.M.، Van Ness، H.C.، & Abbott، M.M (2007). مقدمة في الهندسة الكيميائية الديناميكا الحرارية. المكسيك: ماكجرو هيل.
3. ليفين ، I. (2002). كيمياء فيزيائية مدريد: ماكجرو هيل.
4. القوة ، N. (s.f.). الطاقة النووية. تم الاسترجاع من موقع
5. Elert، G. (s.f.). كتاب نصوص الفيزياء. تم الاسترجاع من physics.info