الحرارة الكامنة ، وتسمى أيضًا حرارة التحويل ، هي كمية فيزيائية تحدد كمية الحرارة التي يتلقاها الجسم أو ينبعث منها مع تغير حالته الفيزيائية.
من المهم التأكيد على أنه في هذا التحول تظل درجة الحرارة كما هي ، أي أنها لا تأخذ هذا الاختلاف في الاعتبار.
كمثال ، يمكننا التفكير في مكعب ثلج يذوب. عندما تبدأ في تغيير حالتها الفيزيائية (صلبة إلى سائلة) ، تظل درجة حرارة الماء كما هي في كلتا الحالتين.
معادلة
لحساب الحرارة الكامنة ، يتم استخدام الصيغة:
س = م. إل
أين،
س: كمية الحرارة (الجير أو J)
م: الكتلة (جم أو كجم)
إل: حرارة كامنة (كال / جم أو ي / كغ)
في النظام الدولي (SI) ، تُعطى الحرارة الكامنة بوحدة J / Kg (جول لكل كيلوغرام). ولكن يمكن أيضًا قياسها بالكالوري / جرام (السعرات الحرارية لكل جرام).
لاحظ أن الحرارة الكامنة يمكن أن يكون لها قيم سلبية أو موجبة. وبالتالي ، إذا كانت المادة تنتج حرارة ، فستكون قيمتها سالبة (عملية طاردة للحرارة). يحدث هذا في تصلب و تسييل.
من ناحية أخرى ، إذا كانت تتلقى حرارة ، فستكون القيمة موجبة (عملية ماصة للحرارة). يحدث هذا في انصهار و على تبخير.
اقرأ أكثر: التفاعلات الماصة للحرارة والطاردة للحرارة.
الحرارة الكامنة لتبخير
يحدث تغير الحالة الفيزيائية في الحرارة الكامنة. أي أن المادة يمكن أن تتغير من مادة صلبة إلى سائلة ، ومن سائلة إلى غازية والعكس صحيح.
عندما يكون التغيير من من الطور السائل إلى الطور الغازي تسمى الحرارة الكامنة حرارة التبخر (Lv).
رسم بياني لتغير درجة حرارة الماء وتغيرات الحالة الفيزيائية
الحرارة الكامنة لتبخير الماء هي 540 كالوري / جم. وهذا يعني أن هناك حاجة إلى 540 كالوري لتبخير 1 غرام من الماء عند 100 درجة مئوية.
في هذه الحالة ، تتناسب كمية الحرارة المطلوبة (س) مع كتلة المادة (م):
س = لف. م
أين،
Lv: ثابت
اقرأ أيضا: الدول الفيزيائية للمياه و نقطة الانصهار ودرجة الغليان.
حرارة نوعية
ا حرارة نوعية هي كمية الحرارة اللازمة لزيادة درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية من 1 جرام من العنصر. كل عنصر له حرارة محددة.
يتم حسابه بالصيغة:
ج = س / م. Δθ أو ج = ج / م
أين،
ç: حرارة محددة (cal / g ° C أو J / Kg. K)
س: كمية الحرارة (الجير أو J)
م: الكتلة (جم أو كجم)
Δθ: اختلاف درجة الحرارة (° C أو K)
ج: السعة الحرارية (كال / ° C أو J / K)
ملحوظة: على عكس الحرارة الكامنة ، تأخذ الحرارة النوعية في الاعتبار اختلاف درجة الحرارة (درجة حرارة النهاية مطروحًا منها درجة حرارة البداية) الذي يحدث في الجسم.
الحرارة الحساسة
بالإضافة إلى الحرارة النوعية ، فإن حرارة معقولة كما أنه يسبب تغيرات في درجة الحرارة. إنها كمية مختلفة عن الحرارة الكامنة ، لأنها تعدل درجة الحرارة وليس تغير الحالة.
مثال على ذلك عندما نقوم بتسخين قضيب معدني. ستلاحظ النتيجة من خلال زيادة درجة حرارة المادة ، ومع ذلك ، فإن حالتها الصلبة لا تتغير.
لحساب الحرارة المعقولة ، يتم استخدام الصيغة التالية:
س = م. ç. Δθ
س: كمية الحرارة المعقولة (الجير أو J)
م: كتلة الجسم (جم أو كجم)
ç: حرارة نوعية للمادة (كال / غرام درجة مئوية أو ي / كغ درجة مئوية)
Δθ: اختلاف درجة الحرارة (° C أو K)
اقرأ أيضا:
- الحرارة ودرجة الحرارة
- قياس السعرات الحرارية
- انتشار الحرارة
- الطاقة الحرارية
تمارين امتحان القبول مع الملاحظات
1. (Unifor-CE) مكعب ثلج كتلته 100 جم ، مبدئيًا عند درجة حرارة -20 درجة مئوية ، يتم تسخينه حتى يصبح ماء عند 40 درجة مئوية (البيانات: حرارة الجليد النوعية 0.50 كالوري / جم درجة مئوية ؛ حرارة محددة للماء 1.0 كالوري / جم درجة مئوية ؛ ذوبان الجليد بالحرارة 80 كالوري / جم). كانت مقادير الحرارة المعقولة والحرارة الكامنة المتبادلة في هذا التحول ، بالسعرات الحرارية ، على التوالي:
أ) 8000 و 5000
ب) 5000 و 8000
ج) 5000 و 5000
د) 4000 و 8000
هـ) 1000 و 4000
البديل ب) 5000 و 8000
2. (UNIP-SP) تبلغ الحرارة النوعية الكامنة لذوبان الجليد 80 كالوري / جم. لإذابة 80 جرام كتلة من الجليد ، دون تغير في درجة الحرارة ، فإن كمية الحرارة الكامنة اللازمة هي:
أ) 1.0 كالوري
ب) 6.4 كالوري
ج) 1.0 سعر حراري
د) 64 سعرة حرارية
هـ) 6.4. 103 كالوري
البديل هـ) 6.4. 103 كالوري
3. (FUVEST) استخدم الماء عند 80 درجة مئوية والثلج عند 0 درجة مئوية. من المرغوب فيه الحصول على 100 جرام من الماء عند درجة حرارة 40 درجة مئوية (بعد التوازن) ، وخلط الماء والثلج في حاوية عازلة ذات سعة حرارية ضئيلة. من المعروف أن الحرارة النوعية الكامنة لذوبان الجليد تساوي 80 كالوري / غرام وأن الحرارة النوعية المعقولة للماء هي 1.0 كالوري / غرام درجة مئوية. الكتلة الجليدية التي سيتم استخدامها هي:
أ) 5.0 جرام
ب) 12.5 جم
ج) 25 جرام
د) 33 جرام
هـ) 50 جم
البديل ج) 25 جم
