ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว (อังกฤษ: Enthalpy of fusion) 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

หน่วยของความร้อนแฝงของการหลอมเหลว[แก้]

แคลอรีในที่นี้นี้ไม่ใช่แคลอรีในเรื่องอาหาร แคลอรีในเรื่องอาหาร (ตัวย่อ Cal) มีค่าเท่ากับ 1000 แคลอรี (ตัวย่อ cal)

ค่าความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของสารบางชนิด[แก้]

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
กรดน้ำส้ม: 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

ตัวอย่างการคำนวณ[แก้]

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

ดูเพิ่ม[แก้]