موسوعة الكيمياء : حرارة الإنصهار

حرارة الإنصهار

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	حررة الانصهار  (ألف جول/كيلوجرام)	حرارة الانصهار  (ألف جول/مول)
الألمونيوم	398	10,7
الرصاص	23,4	4,85
الكروم	325	16,93
الحديد	268	15,0
الذهب	63	12,4
الجرافيت	16750	201
الكادميوم	55	6,2
البوتاسيوم	63	2,5
الكوبلت	291,8	17,2
ثاني أكسيد الكربون	180	7,9
النحاس	210	13,3
المغنسيوم	373	9,1
المنجنيز	264	14,5
الصوديوم	113	2,6
النيكل	301	17,7
البرافين	200 ... 240
الفسفور	21	0,7
البلاتين	100	19,5
الزئبق	11,81	2,37
الأكسجين	13	0,2
الكبريت l (monoklin)	38	1,2
الفضة	105	11,3
السيليكون	1803,7	50,66
شمع	176
ماء	333,5	6,01
الهيدروجين	59	0,06
التنجستن	191,3	35,2
الزنك	113	7,4
القصدير	59	7,03

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 

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.