|
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว (อังกฤษ: Enthalpy of fusion) คือ พลังงานที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนสารชนิดหนึ่ง 1 กรัมให้เปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นของเหลว โดยสารนั้นต้องมีอุณหภูมิเท่ากับจุดหลอมเหลวของสารชนิดนั้น ๆ โดยทั่วไป หากให้พลังงานแก่สารจะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิของสารนั้น และถ้าดึงพลังงานออกจากสาร สารจะมีอุณหภูมิลดลง แต่หากสารนั้นมีอุณหภูมิถึงจุด ๆ หนึ่ง ซึ่งก็คือจุดหลอมเหลว จะมีพลังงานจำนวนหนึ่งที่ถูกใช้ไป แต่ไม่ได้ใช้เพื่อการเปลี่ยนอุณหภูมิของสาร แต่เป็นการใช้หรือคายพลังงานเพื่อเปลี่ยนสถานะ พลังงานนั้นก็คือ ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ในการเปลี่ยนสถานะของสารที่อุณหภูมิเท่ากับจุดหลอมเหลว หากจะเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว ต้องใช้พลังงานเท่ากับความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ในขณะที่การเปลี่ยนสถานะของของเหลวเป็นของแข็ง ต้องคายพลังงานในจำนวนที่เท่ากัน ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวสามารถสังเกตได้ง่าย ๆ เช่น หากนำน้ำใส่ตู้แช่เข็งที่มีอุณหภูมิต่ำมาก ๆ แล้ววัดอุณหภูมิของน้ำ จะพบว่า ในช่วงแรก น้ำจะมีอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว จนถึงช่วงหนึ่ง ซึ่งน้ำมีอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะคงที่ ในขณะที่น้ำเริ่มกลายเป็นน้ำแข็งทีละน้อย หลังจากที่น้ำแข็งตัวหมดแล้ว อุณหภูมิของน้ำ (ที่เป็นน้ำแข็ง) ก็จะลดลงอย่างรวดเร็วอีกครั้ง เหตุที่อุณหภูมิของน้ำคงที่ในช่วงที่น้ำอยู่ที่จุดหลอมเหลวนั้น เพราะมีการคายพลังงานซึ่งเท่ากับความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำออกมา เพื่อทำให้น้ำกลายเป็นน้ำแข็งได้ ก่อนที่จะกลายเป็นน้ำแข็งทั้งหมด อุณหภูมิจึงไม่ลดลงในช่วงนั้น หลังจากนั้นก็จะไม่มีการคายพลังงานในส่วนนี้ อุณหภูมิจึงลดลงอีกครั้ง หน่วยของความร้อนแฝงของการหลอมเหลวแคลอรีในที่นี้ไม่ใช่แคลอรีในเรื่องอาหาร แคลอรีในเรื่องอาหาร (ตัวย่อ Cal) มีค่าเท่ากับ 1000 แคลอรี (ตัวย่อ cal) ค่าความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของสารบางชนิด
ตัวอย่างการคำนวณการทำให้น้ำ 1 กิโลกรัม (ประมาณ 1 ลิตร) เปลี่ยนอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ต้องใช้พลังงาน 20 กิโลแคลอรี การทำให้น้ำแข็ง 1 กิโลกรัม เปลี่ยนสถานะกลายเป็นน้ำ และเพิ่มอุณหภูมิเป็น 20 องศาเซลเซียส ต้องใช้พลังงาน :
ดูเพิ่ม
|
