Sensible and latent heat/ar

بالنسبة للمادة، يرسم مخطط الحرارة المحسوسة/الكامنة طاقة المادة على مدى نطاق درجة حرارة معين. بعبارة أخرى، يوضح هذا المخطط العلاقة بين درجة الحرارة والطاقة الداخلية للمادة.

في الرسم البياني على اليمين، تُضاف كمية من الطاقة إلى الجليد. ترتفع درجة حرارة الجليد (وهي ضمن النطاق المحسوس) حتى تصل إلى 32 درجة فهرنهايت، وعندها لا تتغير درجة حرارة المادة (وتصبح ضمن النطاق الكامن). بمجرد ذوبان الجليد بالكامل وتحول المادة إلى ماء، تبدأ درجة الحرارة بالارتفاع مجددًا، ونعود إلى النطاق المحسوس. عندما يبدأ الماء بالتبخر، تتوقف درجة الحرارة عن الارتفاع، ونعود إلى النطاق الكامن. لا ترتفع درجة الحرارة حتى يتبخر الماء بالكامل، وعندها يستمر البخار في السخونة مع إضافة المزيد من الطاقة.

على سبيل المثال، ما مقدار الطاقة اللازمة لخفض درجة حرارة 500 مل من الماء من 20 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية؟

• السعة الحرارية للماء هي 1 سعر حراري/غرام درجة مئوية. استخدم Q=mc∆T.
• إذن، Q = 500 مل * 1 غرام/مل * 1 سعر حراري/غرام درجة مئوية *(0 درجة مئوية - 20 درجة مئوية)
• إذن Q هي -10000 سعر حراري، وهي الطاقة اللازمة لتبريد الماء إلى 0 درجة مئوية.

الحرارة المحسوسة

الحرارة المحسوسة هي ببساطة الطاقة الحرارية التي يمكن الشعور بها. وهي الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة مادة ما. فعندما تُضاف طاقة إضافية إلى مادة ما وترتفع درجة حرارتها، تُعرف هذه الحرارة بالحرارة المحسوسة. ويمكن فهم الحرارة المحسوسة من خلال المعادلة التالية:

Q = mc∆T

حيث:

• Q هي الحرارة المحسوسة
• m هي كتلة المادة
• c هي السعة الحرارية النوعية للمادة (يمكن البحث عنها في جدول).
• ∆T هو التغير في درجة حرارة المادة

السعة الحرارية هي كمية الطاقة اللازمة لتغيير درجة حرارة مادة ما بمقدار وحدة واحدة. ويمكن حساب الحرارة النوعية بقسمة السعة الحرارية على وحدة الكتلة. ومن وحدات الحرارة الشائعة وحدة Btu (الوحدات الحرارية البريطانية)، والتي تُعرَّف بأنها الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة رطل واحد من الماء درجة فهرنهايت واحدة، والسعرة الحرارية (cal)، والتي تُعرَّف بأنها الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة غرام واحد من الماء درجة مئوية واحدة.

الحرارة الكامنة

الحرارة الكامنة (أو الخفية) هي الطاقة التي يمتصها النظام دون أن تتغير درجة حرارته. ويُلاحظ هذا النوع من الحرارة عادةً عند تغيرات الحالة. فعلى سبيل المثال، عند إذابة الجليد، لا تتجاوز درجة حرارته 32 درجة فهرنهايت حتى يذوب تمامًا. وبالمثل، عند غلي الماء، لا تتجاوز درجة حرارته 212 درجة فهرنهايت حتى يغلي بالكامل (في الظروف القياسية للضغط ودرجة الحرارة).

حرارة انصهار المادة هي الطاقة اللازمة لصهرها بالكامل. أما حرارة تبخرها فهي الطاقة اللازمة لتبخيرها بالكامل.