ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว

ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว (อังกฤษ: Enthalpy of fusion) คือ พลังงานที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนสารชนิดหนึ่ง 1 กรัมให้เปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นของเหลว โดยสารนั้นต้องมีอุณหภูมิเท่ากับจุดหลอมเหลวของสารชนิดนั้น ๆ

โดยทั่วไป หากให้พลังงานแก่สารจะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิของสารนั้น และถ้าดึงพลังงานออกจากสาร สารจะมีอุณหภูมิลดลง แต่หากสารนั้นมีอุณหภูมิถึงจุด ๆ หนึ่ง ซึ่งก็คือจุดหลอมเหลว จะมีพลังงานจำนวนหนึ่งที่ถูกใช้ไป แต่ไม่ได้ใช้เพื่อการเปลี่ยนอุณหภูมิของสาร แต่เป็นการใช้หรือคายพลังงานเพื่อเปลี่ยนสถานะ พลังงานนั้นก็คือ ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว

ในการเปลี่ยนสถานะของสารที่อุณหภูมิเท่ากับจุดหลอมเหลว หากจะเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว ต้องใช้พลังงานเท่ากับความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ในขณะที่การเปลี่ยนสถานะของของเหลวเป็นของแข็ง ต้องคายพลังงานในจำนวนที่เท่ากัน

ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวสามารถสังเกตได้ง่าย ๆ เช่น หากนำน้ำใส่ตู้แช่เข็งที่มีอุณหภูมิต่ำมาก ๆ แล้ววัดอุณหภูมิของน้ำ จะพบว่า ในช่วงแรก น้ำจะมีอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว จนถึงช่วงหนึ่ง ซึ่งน้ำมีอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะคงที่ ในขณะที่น้ำเริ่มกลายเป็นน้ำแข็งทีละน้อย หลังจากที่น้ำแข็งตัวหมดแล้ว อุณหภูมิของน้ำ (ที่เป็นน้ำแข็ง) ก็จะลดลงอย่างรวดเร็วอีกครั้ง

เหตุที่อุณหภูมิของน้ำคงที่ในช่วงที่น้ำอยู่ที่จุดหลอมเหลวนั้น เพราะมีการคายพลังงานซึ่งเท่ากับความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำออกมา เพื่อทำให้น้ำกลายเป็นน้ำแข็งได้ ก่อนที่จะกลายเป็นน้ำแข็งทั้งหมด อุณหภูมิจึงไม่ลดลงในช่วงนั้น หลังจากนั้นก็จะไม่มีการคายพลังงานในส่วนนี้ อุณหภูมิจึงลดลงอีกครั้ง

หน่วยของความร้อนแฝงของการหลอมเหลว

• จูลต่อโมล ในระบบเอสไอ
• แคลอรีต่อกรัม
• บีทียูต่อปอนด์

แคลอรีในที่นี้ไม่ใช่แคลอรีในเรื่องอาหาร แคลอรีในเรื่องอาหาร (ตัวย่อ Cal) มีค่าเท่ากับ 1000 แคลอรี (ตัวย่อ cal)

ค่าความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของสารบางชนิด

สาร	ความร้อนแฝง ของการหลอมเหลว (cal/g)	ความร้อนแฝง ของการหลอมเหลว (kJ/kg)
น้ำ:	79.72	334.5
มีเทน:	13.96	58.41
อีเทน:	22.73	95.10
โพรเพน:	19.11	79.96
เมทานอล:	23.70	99.16
เอทานอล:	26.05	108.99
กลีเซอรอล:	47.95	200.62
กรดฟอร์มิก:	66.05	276.35
กรดน้ำส้ม:	45.91	192.09
แอซีโทน:	23.42	97.99
เบนซีน:	30.45	127.40
กรดไมริสติก :	47.49	198.70
กรดปาล์มิติก (กรดไขมัน):	39.18	163.93
กรดสเตียริก (กรดไขมัน):	47.54	198.91

ตัวอย่างการคำนวณ

การทำให้น้ำ 1 กิโลกรัม (ประมาณ 1 ลิตร) เปลี่ยนอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ต้องใช้พลังงาน 20 กิโลแคลอรี

การทำให้น้ำแข็ง 1 กิโลกรัม เปลี่ยนสถานะกลายเป็นน้ำ และเพิ่มอุณหภูมิเป็น 20 องศาเซลเซียส ต้องใช้พลังงาน :

(1) 79.72 cal/g * 1 kg (ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำแข็ง) = 79.72 กิโลแคลอรี

(2) 1 cal/(g·°C)* 1 kg*20°C = 20 กิโลแคลอรี เพื่อเพิ่มอุณหภูมิ

รวม 100 กิโลแคลอรี

ดูเพิ่ม

• ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ
• ความจุความร้อนจำเพาะ