חום סמוי לעומת חום ספציפי
חום סמוי
כאשר חומר עובר שינוי פאזה, האנרגיה נספגת או משתחררת כחום. חום סמוי הוא החום הנספג או משתחרר מחומר במהלך שינוי פאזה. שינויי חום אלו אינם גורמים לשינויי טמפרטורה כאשר הם נספגים או משתחררים. שתי הצורות של חום סמוי הן חום סמוי של היתוך וחום סמוי של אידוי. חום היתוך סמוי מתרחש במהלך ההמסה או ההקפאה, וחום האידוי הסמוי מתרחש במהלך רתיחה או עיבוי. שינוי הפאזה משחרר חום (אקזותרמי) בעת המרת גז לנוזל או נוזל למוצק.שינוי הפאזה סופג אנרגיה/חום (אנדותרמי) כאשר עוברים ממוצק לנוזל או נוזל לגז. לדוגמה, במצב אדים, מולקולות המים הן אנרגטיות ביותר, ואין כוחות משיכה בין מולקולריים. הם מסתובבים כמו מולקולות מים בודדות. בהשוואה לכך, למולקולות מים במצב נוזלי יש אנרגיות נמוכות. עם זאת, חלק ממולקולות המים מסוגלות לברוח למצב אדים אם יש להן אנרגיה קינטית גבוהה. בטמפרטורה רגילה, יהיה שיווי משקל בין מצב האדים למצב הנוזל של מולקולות המים. בעת החימום, בנקודת הרתיחה ישתחררו רוב מולקולות המים למצב אדים. לכן, כאשר מולקולות מים מתאדות, יש לשבור את קשרי המימן בין מולקולות המים. לשם כך יש צורך באנרגיה, ואנרגיה זו ידועה כחום האידוי הסמוי. עבור מים, שינוי פאזה זה מתרחש ב-100 oC (נקודת רתיחה של מים). עם זאת, כאשר שינוי פאזה זה מתרחש בטמפרטורה זו, אנרגיית החום נספגת על ידי מולקולות מים כדי לשבור את הקשרים, אך היא לא תגביר את הטמפרטורה יותר.
חום סמוי ספציפי פירושו, כמות אנרגיית החום הדרושה להמרת פאזה מלאה לשלב אחר של יחידת מסה של חומר.
Specific Heat
קיבולת החום תלויה בכמות החומר. חום סגולי או קיבולת חום ספציפית היא קיבולת החום שאינה תלויה בכמות החומרים. ניתן להגדיר זאת כ"כמות החום הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של גרם אחד של חומר במעלה אחת צלזיוס (או קלווין אחד) בלחץ קבוע". יחידת החום הסגולי היא Jg-1oC-1 החום הסגולי של מים גבוה מאוד עם הערך של 4.186 Jg -1oC-1 פירוש הדבר, להגביר את הטמפרטורה ב-1 oC של 1 גרם מים, 4.186 J אנרגיית חום נחוץ. ערך גבוה זה נתקל בתפקידם של מים בוויסות תרמי. כדי למצוא את החום הדרוש כדי להגביר את הטמפרטורה מ-t1 ל-t2 של מסה מסוימת של חומר בעקבות המשוואה.
q=m x s x ∆t
q=חום נדרש
m=מסת החומר
∆t=t1-t2
עם זאת, המשוואה לעיל אינה חלה אם התגובה כוללת שינוי פאזה. לדוגמה, הוא אינו חל כאשר המים עוברים לשלב הגזים (בנקודת הרתיחה) או כאשר המים קופאים ויוצרים קרח (בנקודת ההיתוך). הסיבה לכך היא שהחום שנוסף או הוסר במהלך שינוי הפאזה אינו משנה את הטמפרטורה.
מה ההבדל בין חום סמוי לחום ספציפי?
• חום סמוי הוא האנרגיה שנספגת או משתחררת כאשר חומר עובר שינוי פאזה. חום סגולי הוא כמות החום הנדרשת כדי להעלות את הטמפרטורה של גרם אחד של חומר במעלה אחת צלזיוס (או קלווין אחד) בלחץ קבוע.
• חום סגולי אינו חל כאשר חומר עובר שינוי פאזה.
• חום ספציפי גורם לשינוי טמפרטורה כאשר בחום סמוי אין שום שינוי טמפרטורה מעורב.
