ความร้อนแฝง: มันคืออะไร สูตรและแบบฝึกหัด

ความร้อนแฝงหรือที่เรียกว่าความร้อนในการเปลี่ยนแปลงคือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดปริมาณความร้อนที่ร่างกายได้รับหรือให้ออกไปเมื่อสถานะทางกายภาพของมันเปลี่ยนแปลงไป

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นว่าในการเปลี่ยนแปลงนี้ อุณหภูมิยังคงเท่าเดิม กล่าวคือ จะไม่พิจารณาความแปรผันนี้

ตัวอย่างเช่น เราสามารถนึกถึงก้อนน้ำแข็งที่กำลังละลาย เมื่อมันเริ่มเปลี่ยนสถานะทางกายภาพ (ของแข็งเป็นของเหลว) อุณหภูมิของน้ำจะยังคงเท่าเดิมในทั้งสองสถานะ

สูตร

ในการคำนวณความร้อนแฝงจะใช้สูตร:

คิว = ม. หลี่

ที่ไหน

คิว: ปริมาณความร้อน (มะนาวหรือเจ)
ม: มวล (g หรือ kg)
หลี่: ความร้อนแฝง (cal/g หรือ J/Kg)

ในระบบสากล (SI) ความร้อนแฝงจะแสดงเป็น J/Kg (จูลต่อกิโลกรัม) แต่ยังวัดเป็น cal/g (แคลอรีต่อกรัม)

โปรดทราบว่าความร้อนแฝงอาจมีค่าลบหรือค่าบวก ดังนั้นหากสารให้ความร้อน ค่าของสารจะเป็นลบ (กระบวนการคายความร้อน) สิ่งนี้เกิดขึ้นใน การแข็งตัว และ การทำให้เหลว.

ในทางกลับกัน หากได้รับความร้อน ค่าจะเป็นบวก (กระบวนการดูดความร้อน) สิ่งนี้เกิดขึ้นใน ฟิวชั่น และต่อไป การทำให้กลายเป็นไอ.

อ่านเพิ่มเติม: ปฏิกิริยาดูดความร้อนและคายความร้อน.

ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ

ในความร้อนแฝงจะเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพร่างกาย กล่าวคือ สารสามารถเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว จากของเหลวเป็นก๊าซ และในทางกลับกัน

เมื่อการเปลี่ยนแปลงมาจาก is เฟสของเหลวเป็นเฟสแก๊ส ความร้อนแฝงเรียกว่าความร้อนของการกลายเป็นไอ (Lv)

กราฟความแปรผันของอุณหภูมิน้ำและการเปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพ

ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำคือ 540 cal/g นั่นคือต้องใช้ 540 แคลอรีในการระเหยน้ำ 1 กรัมที่ 100 °C

ในกรณีนี้ ปริมาณความร้อนที่ต้องการ (Q) จะเป็นสัดส่วนกับมวลของสาร (m):

Q = เลเวล ม

ที่ไหน

เลเวล: ค่าคงที่

อ่านด้วย: สถานะทางกายภาพของน้ำ และ จุดหลอมเหลวและจุดเดือด.

ความร้อนจำเพาะ

อู๋ ความร้อนจำเพาะ คือ ปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิ 1°C ของธาตุ 1g แต่ละองค์ประกอบมีความร้อนจำเพาะ

คำนวณโดยสูตร:

c = Q/m. Δθ หรือ c = C/m

ที่ไหน

ค: ความร้อนจำเพาะ (cal/g°C or J/Kg. K)
คิว: ปริมาณความร้อน (มะนาวหรือเจ)
ม: มวล (g หรือ kg)
Δθ: ความแปรผันของอุณหภูมิ (°C หรือ K)
ค: ความจุความร้อน (cal/°C หรือ J/K)

บันทึก: ต่างจากความร้อนแฝง ความร้อนจำเพาะจะพิจารณาความแปรผันของอุณหภูมิ (อุณหภูมิสิ้นสุดลบด้วยอุณหภูมิเริ่มต้น) ที่เกิดขึ้นในร่างกาย

ไวต่อความร้อน

นอกจากความร้อนจำเพาะแล้ว ความร้อนที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เป็นปริมาณที่แตกต่างจากความร้อนแฝง เนื่องจากจะปรับเปลี่ยนอุณหภูมิและไม่เปลี่ยนสถานะ

ตัวอย่างคือเมื่อเราให้ความร้อนกับแท่งโลหะ ผลลัพธ์จะสังเกตได้จากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของวัสดุ อย่างไรก็ตาม สถานะของแข็งของวัสดุจะไม่เปลี่ยนแปลง

ในการคำนวณความร้อนที่สมเหตุสมผล ใช้สูตรต่อไปนี้:

คิว = ม. ค. Δθ
คิว: ปริมาณความร้อนที่เหมาะสม (มะนาวหรือเจ)
ม: มวลกาย (g หรือ kg)
ค: ความร้อนจำเพาะของสาร (cal/g°C or J/Kg°C)
Δθ: ความแปรผันของอุณหภูมิ (°C หรือ K)

อ่านด้วย:

• ความร้อนและอุณหภูมิ
• การวัดปริมาณความร้อน
• กระจายความร้อน
• ความจุความร้อน

แบบฝึกหัดสอบเข้าพร้อมคำติชม

1. (Unifor-CE) ก้อนน้ำแข็งมวล 100 กรัม เริ่มแรกที่อุณหภูมิ -20 °C ถูกทำให้ร้อนจนกลายเป็นน้ำที่อุณหภูมิ 40 °C (ข้อมูล: ความร้อนจำเพาะของน้ำแข็ง 0.50 cal/g °C; ความร้อนจำเพาะของน้ำ 1.0 cal/g °C; ความร้อนละลายของน้ำแข็ง 80 cal/g) ปริมาณความร้อนที่สมเหตุสมผลและความร้อนแฝงที่แลกเปลี่ยนในการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นแคลอรี่ ตามลำดับ:

ก) 8,000 และ 5,000
ข) 5,000 และ 8,000
ค) 5,000 และ 5,000
ง) 4,000 และ 8,000
จ) 1,000 และ 4,000

ดูคำตอบ

ทางเลือก b) 5,000 และ 8,000

2. (UNIP-SP) ความร้อนจำเพาะแฝงของน้ำแข็งละลายคือ 80 cal/g ในการละลายน้ำแข็งมวล 80 กรัม โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ปริมาณความร้อนแฝงที่ต้องการคือ:

ก) 1.0 แคล
ข) 6.4 แคล
ค) 1.0 กิโลแคลอรี
ง) 64 กิโลแคลอรี
จ) 6.4. 103cal

ดูคำตอบ

ทางเลือก จ) 6.4. 103cal

3. (FUVEST) ใช้น้ำที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส และน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ต้องการให้ได้น้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิ 40°C (หลังจากสภาวะสมดุล) ผสมน้ำและน้ำแข็งในภาชนะที่เป็นฉนวนซึ่งมีความจุความร้อนเพียงเล็กน้อย เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความร้อนจำเพาะแฝงของน้ำแข็งละลายคือ 80 cal/g และความร้อนจำเพาะที่รับรู้ได้ของน้ำคือ 1.0 cal/g°C มวลน้ำแข็งที่จะใช้คือ:

ก) 5.0g
ข) 12.5g
ค) 25g
ง) 33g
จ) 50g

ดูคำตอบ

ทางเลือก c) 25g