ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว คือ พลังงานที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนสารชนิดหนึ่ง 1 กรัมให้เปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นของเหลว โดยสารนั้นต้องมีอุณหภูมิเท่ากับจุดหลอมเหลวของสารชนิดนั้นๆ
โดยทั่วไป หากให้พลังงานแก่สารจะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิของสารนั้น และถ้าดึงพลังงานออกจากสาร สารจะมีอุณหภูมิลดลง แต่หากสารนั้นมีอุณหภูมิถึงจุดๆ หนึ่ง ซึ่งก็คือจุดหลอมเหลว จะมีพลังงานจำนวนหนึ่งที่ถูกใช้ไป แต่ไม่ได้ใช้เพื่อการเปลี่ยนอุณหภูมิของสาร แต่เป็นการใช้หรือคายพลังงานเพื่อเปลี่ยนสถานะ พลังงานนั้นก็คือ ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว
ในการเปลี่ยนสถานะของสารที่อุณหภูมิเท่ากับจุดหลอมเหลว หากจะเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว ต้องใช้พลังงานเท่ากับความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ในขณะที่การเปลี่ยนสถานะของของเหลวเป็นของแข็ง ต้องคายพลังงานในจำนวนที่เท่ากัน
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวสามารถสังเกตได้ง่ายๆ เช่น หากนำน้ำใส่ตู้แช่เข็งที่มีอุณหภูมิต่ำมากๆ แล้ววัดอุณหภูมิของน้ำ จะพบว่า ในช่วงแรก น้ำจะมีอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว จนถึงช่วงหนึ่ง ซึ่งน้ำมีอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะคงที่ ในขณะที่น้ำเริ่มกลายเป็นน้ำแข็งทีละน้อย หลังจากที่น้ำแข็งตัวหมดแล้ว อุณหภูมิของน้ำ (ที่เป็นน้ำแข็ง) ก็จะลดลงอย่างรวดเร็วอีกครั้ง
เหตุที่อุณหภูมิของน้ำคงที่ในช่วงที่น้ำอยู่ที่จุดหลอมเหลวนั้น เพราะมีการคายพลังงานซึ่งเท่ากับความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำออกมา เพื่อทำให้น้ำกลายเป็นน้ำแข็งได้ ก่อนที่จะกลายเป็นน้ำแข็งทั้งหมด อุณหภูมิจึงไม่ลดลงในช่วงนั้น หลังจากนั้นก็จะไม่มีการคายพลังงานในส่วนนี้ อุณหภูมิจึงลดลงอีกครั้ง
หน่วยของความร้อนแฝงของการหลอมเหลวมีดังนี้
หมายเหตุ : แคลอรีในที่นี้นี้ไม่ใช่แคลอรีในเรื่องอาหาร แคลอรีในเรื่องอาหาร (ตัวย่อ Cal) มีค่าเท่ากับ 1000 แคลอรี (ตัวย่อ cal)
[แก้] ค่าความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของสารบางชนิด
| สาร | ความร้อนแฝง ของการหลอมเหลว (cal/g) |
ความร้อนแฝง ของการหลอมเหลว (kJ/kg) |
|---|---|---|
| น้ำ: | 79.72 | 334.5 |
| มีเทน: | 13.96 | 58.41 |
| อีเทน: | 22.73 | 95.10 |
| โพรเพน: | 19.11 | 79.96 |
| เมทานอล: | 23.70 | 99.16 |
| เอทานอล: | 26.05 | 108.99 |
| กลีเซอรอล: | 47.95 | 200.62 |
| กรดฟอร์มิก: | 66.05 | 276.35 |
| กรดแอซิติก: | 45.91 | 192.09 |
| อะซีโตน: | 23.42 | 97.99 |
| เบนซีน: | 30.45 | 127.40 |
| กรดไมริสติก (กรดไขมัน): | 47.49 | 198.70 |
| กรดปาล์มิติก (กรดไขมัน): | 39.18 | 163.93 |
| กรดสเตียริก (กรดไขมัน): | 47.54 | 198.91 |
[แก้] ตัวอย่างการคำนวณ
การทำให้น้ำ 1 กิโลกรัม (ประมาณ 1 ลิตร) เปลี่ยนอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ต้องใช้พลังงาน 20 กิโลแคลอรี
การทำให้น้ำแข็ง 1 กิโลกรัม เปลี่ยนสถานะกลายเป็นน้ำ และเพิ่มอุณหภูมิเป็น 20 องศาเซลเซียส ต้องใช้พลังงาน :
- (1) 80 cal/g (ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำแข็ง) = 80 กิโลแคลอรี
- (2) 1 cal/(g·°C) = 20 กิโลแคลอรี เพื่อเพิ่มอุณหภูมิ
-
- รวม 100 กิโลแคลอรี
-
[แก้] ดูเพิ่ม
- ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ
- ความจุความร้อนจำเพาะ
