الحرارة الكامنة مقابل الحرارة النوعية
حرارة كامنة
عندما تخضع المادة لتغير في الطور ، يتم امتصاص الطاقة أو إطلاقها كحرارة. الحرارة الكامنة هي الحرارة التي يتم امتصاصها أو إطلاقها من مادة أثناء تغيير الطور. لا تسبب تغيرات الحرارة هذه تغيرات في درجة الحرارة حيث يتم امتصاصها أو إطلاقها. شكلا الحرارة الكامنة هما حرارة الاندماج الكامنة وحرارة التبخر الكامنة. تحدث حرارة الاندماج الكامنة أثناء الذوبان أو التجميد ، وتحدث حرارة التبخر الكامنة أثناء الغليان أو التكثيف. يؤدي تغيير الطور إلى إطلاق حرارة (طاردة للحرارة) عند تحويل الغاز إلى سائل أو سائل إلى صلب.يمتص تغيير الطور الطاقة / الحرارة (ماص للحرارة) عند الانتقال من الحالة الصلبة إلى السائلة أو السائلة إلى الغاز. على سبيل المثال ، في حالة البخار ، تكون جزيئات الماء نشطة للغاية ، ولا توجد قوى جذب بين الجزيئات. إنها تتحرك كجزيئات ماء مفردة. بالمقارنة مع هذا ، فإن جزيئات الماء في الحالة السائلة لها طاقات منخفضة. ومع ذلك ، فإن بعض جزيئات الماء قادرة على الهروب إلى حالة البخار إذا كانت لديها طاقة حركية عالية. في درجة الحرارة العادية ، سيكون هناك توازن بين حالة البخار والحالة السائلة لجزيئات الماء. عند التسخين ، عند نقطة الغليان ، سيتم إطلاق معظم جزيئات الماء في حالة البخار. لذلك ، عندما تتبخر جزيئات الماء ، يجب كسر الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء. لهذا ، هناك حاجة إلى الطاقة ، وتعرف هذه الطاقة بالحرارة الكامنة للتبخر. بالنسبة للمياه ، يحدث هذا التغيير في الطور عند 100oC (نقطة غليان الماء). ومع ذلك ، عندما يحدث هذا التغيير في الطور عند درجة الحرارة هذه ، تمتص جزيئات الماء الطاقة الحرارية لتفكيك الروابط ، لكنها لن تزيد من درجة الحرارة أكثر.
تعني الحرارة الكامنة المحددة ، مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لتحويل طور ما تمامًا إلى طور آخر من وحدة كتلة المادة.
حرارة محددة
السعة الحرارية تعتمد على كمية المادة. الحرارة النوعية أو السعة (السعة) الحرارية النوعية هي السعة الحرارية التي تكون مستقلة عن كمية المواد. يمكن تعريفها على أنها "كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة بمقدار درجة مئوية واحدة (أو كيلفن واحد) عند ضغط ثابت." وحدة الحرارة النوعية هي Jg-1oC-1الحرارة النوعية للماء عالية جدًا بقيمة 4.186 Jg-1oC-1وهذا يعني ، زيادة درجة الحرارة بمقدار 1oC من 1 غرام من الماء ، 4.186 J طاقة حرارية وهناك حاجة. تواجه هذه القيمة العالية دور الماء في التنظيم الحراري. للعثور على الحرارة اللازمة لزيادة درجة الحرارة من t1إلى t2من كتلة معينة من مادة يمكن استخدام المعادلة التالية.
q=م س س س ∆t
q=الحرارة المطلوبة
م=كتلة المادة
∆t=t1-t2
ومع ذلك ، لا تنطبق المعادلة أعلاه إذا كان التفاعل ينطوي على تغيير في الطور. على سبيل المثال ، لا يتم تطبيقه عندما يذهب الماء إلى الطور الغازي (عند نقطة الغليان) أو عندما يتجمد الماء ليشكل جليدًا (عند نقطة الانصهار). هذا لأن الحرارة المضافة أو المزالة أثناء تغيير الطور لا تغير درجة الحرارة.
ما الفرق بين الحرارة الكامنة والحرارة النوعية؟
• الحرارة الكامنة هي الطاقة الممتصة أو المنبعثة عندما تخضع المادة لتغير في الطور. الحرارة النوعية هي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة بمقدار درجة مئوية واحدة (أو كيلفن واحد) عند ضغط ثابت.
• لا تنطبق الحرارة النوعية عندما تخضع المادة لتغير طوري.
• تسبب الحرارة النوعية تغيرًا في درجة الحرارة حيث لا يوجد تغير في درجة الحرارة في الحرارة الكامنة.
