อุณหภูมิกับการเปลี่ยนสถานะของสสาร

อุณหภมู กิ ับ การเปล่ียนสถานะของสาร

การเปลย่ี นสถานะของสาร สารสามารถเปลี่ยนสถานะ จากสถานะหน่งึ เป็นอกี สถานะหนึ่ง โดยมพี ลงั งานเข้ามาเกย่ี วขอ้ ง

ความรอ้ นกบั การเปลย่ี นสถานะ 0 °C 0 °C

นำ้คกว่อานมเรปอ้็ นนไกอับนำก้ ามรีอเปุณลหยี่ ภนมู สเิ ทถ่ำาไนหะร่ ??? 100 °C 100 °C

ความรอ้ นท่ีเกย่ี วขอ้ งกบั การเปลยี่ นสถานะ ความรอ้ นทเี่ กย่ี วขอ้ งกบั การเปลยี่ นสถานะ มี อยู่ 2 ช่วง • ความรอ้ นทเ่ี ปลยี่ นสถานะจากของแขง็ เปน็ ของเหลว เรยี กวา่ “ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว” • ความรอ้ นทเี่ ปลยี่ นสถานะจากของเหลวเปน็ แกส๊ เรียกวา่ “ความรอ้ นแฝงของการกลายเปน็ ไอ”

ความรอ้ นแฝง ความรอ้ นแฝง คอื พลังงานความร้อนทใ่ี ชใ้ นการทา ให้สารเปลย่ี นสถานะเปน็ อกี สถานะหนง่ึ โดยท่อี ณุ หภมู ิ ของสารขณะเกิดการเปลยี่ นแปลงมคี า่ คงที่

พลงั งานความรอ้ นมหี น่วยเป็น แคลอร่ี หรือ จูล โดยกาหนดให้ 1 แคลอร่ี หมายถงึ ปรมิ าณความรอ้ นทที่ าใหน้ า้ มวล 1 กรัม มีอุณหภมู เิ พมิ่ ขนึ้ 1 C

ความรอ้ นแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวของน้า = 80 cal ความรอ้ นแฝงจาเพาะของการกลายเปน็ ไอของนา้ = 540 cal

พลงั งานทเ่ี กี่ยวข้องกับการเปลยี่ นสถานะของสาร Q = mL Q = ปรมิ าณความรอ้ นหรอื คา่ ความรอ้ นแฝง ทใี่ ชใ้ นการเปลยี่ นสถานะ (cal) m = มวลของสาร (g) L = ความรอ้ นแฝงจาเพาะของสาร (cal/g)



พลังงานทเี่ ก่ยี วข้องกับการเปลยี่ นอณุ หภมู ขิ องสาร Q = mc∆t Q = ปรมิ าณความรอ้ นทใ่ี ชใ้ นการลด หรอื เพม่ิ อณุ หภมู ขิ องสารน้ัน (cal) m = มวลของสาร (g) c = ค่าความจคุ วามรอ้ นจาเพาะของสาร (ของนา้ มีค่า = 1 ) ∆t = อุณหภมู ทิ เ่ี ปลย่ี นแปลงไป (◦C)



ตวั อย่าง 1 นา้ แขง็ 5 กรัม กลายเปน็ ไอนา้ ท่ี 100 C จะตอ้ งใชพ้ ลงั งานความรอ้ นก่ี แคลอรี (กาหนดความรอ้ นแฝงของการหลอมเหลวของนา้ เท่ากบั 80 แคลอร/ี กรมั , ความรอ้ นแฝงของการกลายเปน็ ไอของน้า เทา่ กบั 540 แคลอร/ี กรมั )

ตวั อย่าง 2 น้าแข็ง 3 กโิ ลกรมั เปลยี่ นเปน็ น้าที่ 0 C จะตอ้ งใชพ้ ลงั งานกก่ี โิ ลจลู กาหนดความรอ้ นแฝงของการหลอมเหลวของน้าเทา่ กบั 0.33 กโิ ลจลู /กรมั

ตวั อย่าง 3 น้า 200 กรัม ท่ี 25 C ทาให้รอ้ นขน้ึ เปน็ 75 C จงหาพลงั งานทใ่ี ช้ เป็นกโิ ลจลู ค่าความจคุ วามรอ้ นของน้าเทา่ กบั 4.2kJ/kg C

สมดลุ ความรอ้ น เม่อื นาวตั ถุ 2 ชนิด ท่มี อี ุณหภมู ติ า่ งกนั มาสมั ผสั กนั จะเกดิ การถา่ ยเทความ รอ้ น จนกระทงั่ อยูใ่ นสมดุลความรอ้ นจงึ หยดุ การถา่ ยเทความรอ้ น นำ้ นำ้ ผสม ไอนำ้ 0 °C ? °C 100 °C ΔQ เพ่มิ = ΔQ ลด

ตวั อย่าง 4 จงหาอณุ หภมู ผิ สมระหวา่ งนา้ 80 กรัม ที่ 100 C กับนา้ 30 กรัม ท่ี 25 C

ตวั อย่าง 5 จะตอ้ งเทน้าเดือดลงไปกก่ี รมั จงึ จะทาใหน้ า้ 60 กรมั ท่ี 20 C มีอณุ หภมู สิ งู ขน้ึ เปน็ 80 C

ตวั อย่าง 6 ตะกัว่ มวล 250 กรมั ลดอณุ หภมู จิ าก 100 C เหลือ 20 C จะคายความรอ้ นออกไปก่ีแคลลอรี (ตะกัว่ 1 กรมั คายความรอ้ น 0.32 แคลอรี จะลดอณุ หภมู ิ 1 องศาเซลเซยี ส)

ตวั อย่าง 7 น้าร้อนเดอื ดทอ่ี ณุ หภมู ิ 100 C ปริมาตร 400 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร ถ้า ตอ้ งการให้อณุ หภมู ลิ ดลงเหลอื 20 C จงหาว่าจะตอ้ งเตมิ นา้ แขง็ ลงไปกกี่ รมั

ตวั อยา่ ง 8 เตาไฟฟา้ เครอ่ื งหนงึ่ ทาใหน้ ้า 0.2 ลติ ร 0 C เปล่ียนไปเปน็ ไอได้หมด พอดี จงหาวา่ ปรมิ าณความรอ้ นจานวนนี้ ทาใหข้ ผ้ี ง้ึ 20 C จานวนกกี่ รมั เปล่ียนเปน็ อณุ หภมู ิ 25 C (ความจคุ วามรอ้ นจาเพาะของขผี้ ง้ึ = 8 cal / g„ C )

ตวั อย่าง 9 เมอ่ื วางน้าแขง็ 0 C มวล 40 กิโลกรมั ท้งิ ไวน้ าน 4 ช่วั โมง จะเหลอื มวล นา้ แข็งเทา่ ใด ถ้าส่ิงแวดลอ้ มถา่ ยโอนพลงั งานความรอ้ นให้นา้ แข็งวนิ าทีละ 10 แคลอรี

ตวั อยา่ ง 10 นานา้ แขง็ ท่ี 0 C 50 กรัม มาผสมกบั ไอน้าท่ี 100 C 10 กรัม ผลทเี่ กดิ ขนึ้ จะเปน็ อย่างไร

ตวั อยา่ ง 11 วัตถุชิน้ หนึ่งมมี วล 1 กโิ ลกรมั เมอื่ ใหค้ วามรอ้ นกบั วตั ถนุ ดี้ ้วยอตั ราคงท่ี 1 กโิ ลจลู /วนิ าที เปน็ เวลา 5 นาที พบวา่ อณุ หภมู ขิ องวัตถเุ ปลยี่ นจากตอน เริ่มตน้ 100 ํC ไปเปน็ 200 ํC จงหาความจคุ วามรอ้ นจาเพาะของ วตั ถุนี้

ตวั อย่าง 12 ถ้านาน้ามวล 1 กิโลกรมั อณุ หภมู ิ 20 C ใส่ตแู้ ชแ่ ขง็ ซง่ึ ดูดความรอ้ นได้ วนิ าทีละ 345 จูล นานเท่าใดทน่ี า้ จานวนนจี้ ะกลายเปน็ นา้ แขง็ ทง้ั หมด

ตวั อย่าง 13 ปริมาณความรอ้ น 56,000 แคลอรี จะทาใหน้ า้ แขง็ หลอมเหลวไดก้ ก่ี รมั

ตวั อยา่ ง 14 เมื่อให้ไอน้า 10 กรัม 100 C ควบแนน่ เปน็ 10 กรมั 0 C จะตอ้ งคาย ความรอ้ นกแี่ คลอรี

ตวั อย่าง 15 การลดจานวนอณุ หภมู ขิ องแอลกอฮอล์ 15 กรัม จากอณุ หภมู ิ 60 ํC มาเปน็ 30 ํC จะคายความรอ้ นออกมาจานวนเทา่ ใด (ความจคุ วามรอ้ น จาเพาะของแอลกอฮอลเ์ ปน็ 0.8 cal/g„ ํC )

ตวั อย่าง 16 เมอ่ื นาน้ารอ้ นมวล 300 กรมั มาผสมกบั น้าเยน็ มวล 200 กรัม ท่ี 20 C แลว้ ไดน้ า้ อณุ หภมู ิ 50 C จงหาอณุ หภมู เิ รมิ่ ตน้ ของนา้

ตวั อย่าง 17 ผสมน้ารอ้ น 90 C กับน้าอณุ หภมู ิ 25 C มวล 250 กรมั จะตอ้ งใชน้ า้ รอ้ นก่ีกรมั จงึ ทาใหน้ ้ามอี ณุ หภมู ิ 40 C