מהו חום סמוי? הגדרה ודוגמאות

חום סמוי ספציפי (ל) מוגדר ככמות של אנרגיית תרמית (חום, ש) שנספג או משתחרר כאשר גוף עובר תהליך בטמפרטורה קבועה. המשוואה לחום סמוי ספציפי היא:

ל = ש / M

איפה:

ל הוא החום הסמוי הספציפי
ש הוא החום שנספג או משתחרר
M האם ה מסה של חומר

הסוגים הנפוצים ביותר של תהליכים בטמפרטורה קבועה הם שינויים בשלבכגון התכה, הקפאה, אידוי או עיבוי. האנרגיה נחשבת ל"סמויה "מכיוון שהיא מוסתרת למעשה בתוך המולקולות עד לשינוי השלב. זה "ספציפי" מכיוון שהוא בא לידי ביטוי במונחים של אנרגיה למסת יחידה. היחידות הנפוצות ביותר של חום סמוי ספציפי הן ג'ולס לגרם (J / g) וקילו-ג'ול לקילוגרם (KJ / kg).

חום סמוי ספציפי הוא רכוש אינטנסיבי של החומר. ערכו אינו תלוי בגודל המדגם או היכן שנלקח בתוך החומר המדגם.

היסטוריה

הכימאי הבריטי ג'וזף בלאק הציג את המושג חום סמוי אי שם בין השנים 1750 ל- 1762. יצרני הוויסקי הסקוטיים שכרו את בלק כדי לקבוע את התערובת הטובה ביותר של דלק ומים עבורו זיקוק ולחקר שינויים בנפח ולחץ בטמפרטורה קבועה. שחור מיושם קלורימטריה עבור המחקר שלו ורשם ערכי חום סמויות.

הפיזיקאי האנגלי ג'יימס פרסקוט ז'ול תיאר את החום הסמוי כ צורה של אנרגיה פוטנציאלית

instagram viewer

. ג'ול האמין שהאנרגיה תלויה בתצורה הספציפית של חלקיקים בחומר. למעשה האוריינטציה של האטומים בתוך מולקולה, הקשר הכימי שלהם והקוטביות שלהם הם שמשפיעים על החום הסמוי.

סוגי העברת חום סמויה

חום סמוי וחום הגיוני הם שני סוגים של העברת חום בין חפץ לסביבתו. טבלאות נערכות לחום האיחוי הסמוי ולחום האידוי הסמוי. חום רגיש, בתורו, תלוי בהרכב של גוף.

חום סמוי של פיוז'ן: סמוי חום של היתוך הוא החום שנספג או משתחרר כשחומר נמס, ומשנה שלב מצורה מוצקה לנוזל בטמפרטורה קבועה.
חום אידוי סגור: חום האידוי הסמוי הוא החום שנספג או משתחרר כאשר החומר מתאדה, ומשנה שלב מנוזל לשלב גז בטמפרטורה קבועה.
חום הגיוני: למרות שחום הגיוני נקרא לעתים קרובות חום סמוי, הוא אינו מצב בטמפרטורה קבועה, ואף אינו מעורב בשינוי שלב. חום רגיש משקף את העברת החום בין החומר לסביבתו. זה החום שניתן "לחוש" כשינוי בטמפרטורת האובייקט.

טבלת ערכי חום סמויים ספציפיים

זהו טבלה של חום סמוי ספציפי (SLH) של איחוי ואידוי עבור חומרים נפוצים. שימו לב לערכים הגבוהים ביותר עבור אמוניה ומים בהשוואה לערכים של מולקולות לא קוטביות.

חומר	נקודת התכה (° C)	נקודת רתיחה (מעלות צלזיוס)	SLH של פיוז'ן kJ / kg	SLH של אידוי kJ / kg
אמוניה	−77.74	−33.34	332.17	1369
פחמן דו חמצני	−78	−57	184	574
אתיל אלכוהול	−114	78.3	108	855
מימן	−259	−253	58	455
עופרת	327.5	1750	23.0	871
חנקן	−210	−196	25.7	200
חמצן	−219	−183	13.9	213
קירור R134A	−101	−26.6	—	215.9
טולואן	−93	110.6	72.1	351
מים	0	100	334	2264.705

חום רגיש ומטאורולוגיה

בעוד שחום סמוי של איחוי ואידוי משמש בפיזיקה וכימיה, מטאורולוגים מחשיבים גם חום הגיוני. כאשר חום סמוי נספג או משתחרר, הוא מייצר חוסר יציבות באטמוספרה, ועלול לייצר מזג אוויר קשה. השינוי בחום סמוי משנה את הטמפרטורה של חפצים כאשר הם באים במגע עם אוויר חם או קריר יותר. חום סמוי וגם הגיוני גורם לאוויר לנוע, ומייצר רוח ותנועה אנכית של מסות אוויר.

דוגמאות לחום סמוי ורגיש

חיי היומיום מלאים בדוגמאות לחום סמוי ונבון:

מים רותחים על הכיריים מתרחשים כאשר אנרגיה תרמית מגוף החימום מועברת לסיר ובתורם למים. כשמסופקים מספיק אנרגיה מים נוזלים מתרחבים ליצירת אדי מים והמים רותחים. כמות עצומה של אנרגיה משתחררת כאשר מים רותחים. מכיוון שלמים יש חום אידוי כה גבוה, קל להישרף על ידי קיטור.
באופן דומה, יש לספוג אנרגיה רבה בכדי להמיר מים נוזליים לקרח במקפיא. המקפיא מסיר אנרגיה תרמית, ומאפשר מעבר שלב. למים יש חום גבוה סמוי של איחוי, ולכן הפיכת מים לקרח דורשת הסרת אנרגיה רבה יותר מאשר הקפאת חמצן נוזלי לחמצן מוצק, ליחידה גרם.
חום סמוי גורם להגברת ההוריקנים. אוויר מתחמם כשהוא חוצה מים חמים ומרים אדי מים. ככל שהאדים מתעבים ליצירת עננים, חום סמוי משתחרר לאטמוספירה. חום נוסף זה מחמם את האוויר, מייצר חוסר יציבות ועוזר לעננים לעלות והסערה להתעצם.
חום רגיש משתחרר כאשר האדמה סופגת אנרגיה מאור השמש ומתחממת.
קירור באמצעות זיעה מושפע מחום סמוי ומובן. כשיש בריזה, קירור אידוי יעיל ביותר. החום מתפזר מהגוף בגלל החום הסמוי הגבוה של האידוי של מים. עם זאת, קשה הרבה יותר להתקרר במקום שטוף שמש במקום מוצל מכיוון שחום הגיוני מאור השמש הספוג מתמודד עם ההשפעה של האידוי.

מקורות

Bryan, G.H. (1907). תרמודינמיקה. חיבור מבוא העוסק בעיקר בעקרונות הראשונים וביישומיהם הישירים. B.G. טובנר, לייפציג.
קלארק, ג'ון, O.E. (2004). המילון החיוני למדע. בארנס וספרי נובל. ISBN 0-7607-4616-8.
מקסוול, ג'יי סי (1872). תורת החום, מהדורה שלישית. לונגמנס, גרין ושות ', לונדון, עמוד 73.
פרוט, פייר (1998). א 'עד ת' של התרמודינמיקה. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד. ISBN 0-19-856552-6.