الرئيسيةعريقبحث

حرارة الانصهار

☰ جدول المحتويات

حرارة الانصهار أو إنثالبي الانصهار في الكيمياء (بالإنجليزية: Enthalpy of fusion) هي كمية الطاقة الحرارية اللازمة لتحويل مول واحد من مادة ما من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة أو العكس ، وتدعى درجة الحرارة التي تحدث عندها العملية بنقطة الانصهار.

لكي تتحول مادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة فهي تحتاج إلى امتصاص حرارة من الخارج لكي تفكك الروابط بين الجزيئات أو الذرات ، فخلال تلك العملية لا تكتسب الجزيئات طاقة حركة ولا ترتفع درجة حرارتها وإنما تحتاج إلى تلك الحرارة الخارجية والتي تسمى حرارة انصهار لمجرد تفكيك الروابط بين الجزيئات . وحدة حرارة الانصهار هي وحدة طاقة وهي الجول.

وحرارة الانصهار يمكن معرفتها من جداول خاصة تعطيها بوحدات : جول/مول أو جول/كيلوجرام من المادة .

حرارة انصهار بعض المواد

المادة حرارة الانصهار (ألف جول/كيلوجرام) حرارة الانصهار (ألف جول/مول)
الألمونيوم 398 10,7[1]
الرصاص 23,4 4,85[2]
الكروم 325 16,93[3]
الكادميوم 55 6,2[4]
الكوبلت 291,8 17,2[5]
النحاس 210 13,3[6]
الصوديوم 113 2,6[7]
الزئبق 11,81 2,37[8]
السيليكون 1803,7 50,66[9]
التنجستن 191,3 35,2[10]
الزنك 113 7,4[11]
القصدير 59 7,03[12]

التطبيقات

1) للحرارة كيلوغرام واحد (حوالي 1 لتر) من المياه من 283.15 إلى 303.15 K K (10 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية) يتطلب 83.6 كج. ومع ذلك، لإذابة الجليد ورفع درجة حرارة الماء الناتج بنسبة 20 K يتطلب طاقة اضافية. لتسخين الجليد من 273.15 K في الماء على 293.15 K (0 درجة مئوية إلى 20 درجة مئوية) ما يلي: (1) 333.55 J / ز (حرارة انصهار الجليد) = 333.55 كج / كلغ = 333،55 كيلو جول ل1 كيلوغرام من الجليد في الذوبان PLUS (2) 4.18 J / (ز · K) = 4.18 كيلوجول / (كغم · K) = 83.6 كج لل1kg من المياه لترتفع 20 K = 417.15 كج أو أن أكرر ذلك من حيث كل يوم، واحد في جزء الجليد 0 درجة مئوية ويبرد تقريبا بالضبط 4 أجزاء ماء عند 20 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية. 2) السيليكون لديه حرارة الانصهار 50.21 كيلو جول / مول. يمكن 50 كيلو واط من الكهرباء تزويد الطاقة اللازمة لإذابة حوالي 100 كلغ من السيليكون في ساعة واحدة، بعد أن يتم إحضارها إلى ذوبان نقطة درجة الحرارة: 50 كيلوواط = 50 كج / س = 180 000 كج / ساعة 180 000 كج / ساعة * (1 مول سي) / 50.21 كج * 28 ز سي / (مول سي) * 1 كجم سي / 1 000 غ سي = 100.4 كجم / ساعة

حرارة الانصهار والحرارة النوعية

في الجدول اعلاه نجد أن الماء على سبيل المثال يحتاج لامتصاص قدرا من الحرارة مقداره 333.000 جول/كيلوجرام لكي ينصهر الثلج ويتحول إلى ماء . وتبين المشاهدة أن تلك العملية من بدايتها إلى نهايتها تتم عند درجة الصفر المئوي وتبقى درجة الحرارة ثابتة عند الصفر المئوي حتى يتم تحول كل الثلج إلى ماء. عندئذ تبدأ الحرارة المكتسبة من الخارج في رفع درجة حرارة الماء الذي أصبح في حالة سائلة فترتفع أولا إلى 1 درجة مئوية . يحتاج الماء إلى نحو 4000 جول/كيلوجرام لترتفع درجة حرارته من 0 إلى 1 درجة مئوية . تلك الحرارة الخاصة بالماء تسمى حرارة نوعية وهي تختلف باختلاف درجة الحرارة ، فهي تصل إلى 4190 جول/كيلوجرام عند 20 درجة مئوية . ويلاحظ أن الفرق بين حرارة انصهار الماء أكبر بكثير عن "الحرارة النوعية للماء" فالنسبة بينهما تبلغ نحو 4/333 (انظر نقطة الغليان).

تغير حرارة الانصهار في الجدول الدوري

تغير إنثالبي الانصهار في المجموعة الثالثة في الجدول الدوري. من الصوديوم (يمين )إلىالأرجون (يسار) ونرى أن السيليكون له أعلى حرارة انصهار بينهم.
تغير إنثالبي الانصهار في المجموعة الثانية في الجدول الدوري . من الليثيوم (يمين ) إلى النيون (يسار) ونرى أن الكربون له أعلى حرارة انصهار بينهم.

المراجع

  1. W.B. Frank, W.E. Haupin, H. Vogt, M. Bruno, J Thonstad, R.K. Dawless, H. Kvande, O.A. Taiwo: Aluminium in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a01_459.pub2
  2. C.A. Sutherland, E.F. Milner, R.C. Kerby, H. Teindl, A. Melin, H.M. Bolt: Lead in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a15_193.pub2
  3. J.H. Downing, P.D. Deeley, R. Fichte: Chromium and Chromium Alloys in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a07 043.
  4. K.-H. Schulte-Schrepping, M. Piscator: Cadmium and Cadmium Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a04_499.
  5. J.D. Donaldson, D. Beyersmann: Cobalt and Cobalt Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a07_281.pub2.
  6. A. Lossin: Copper in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a07_471.
  7. A. Klemm, G. Hartmann, L. Lange: Sodium and Sodium Alloys in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a24 277
  8. M. Simon, P. Jönk, G. Wühl-Couturier, S. Halbach: Mercury, Mercury Alloys, and Mercury Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a16 269.pub2
  9. W. Zulehner, B. Neuer, G. Rau: Silicon in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a23_721
  10. E. Lassner, W.-D. Schubert, E. Lüderitz, H.U. Wolf: Tungsten, Tungsten Alloys, and Tungsten Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a27_229
  11. G.G. Graf: Zinc in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a28_509
  12. G.G. Graf: Tin, Tin Alloys, and Tin Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a27_049

اقرأ أيضا

موسوعات ذات صلة :