آخر تحديث: 2026-06-15

الحرارة الكامنة

لا ترفع الحرارة دائماً درجةَ الحرارة. حين يذوب الجليد أو يغلي الماء، تتدفق الطاقة فيما يظل الميزان الحراري ثابتاً — تلك الطاقة تذهب إلى التحول الطوري نفسه. الحرارة الكامنة هي مقدار الطاقة المعنية، وتحسبها هذه الحاسبة من $Q = mL$، تحلّ معادلة الحرارة أو الكتلة أو الحرارة الكامنة النوعية بحسب ما تعرفه.

مصدر المعادلة

تغيير الطور يعني إعادة ترتيب الروابط بين الجزيئات: يُفكك الذوبان التنظيم الصلب الصارم إلى سائل، ويمزق الغليان السائلَ إلى غاز. يحتاج كل كيلوغرام من المادة إلى كمية محددة من الطاقة لإحداث ذلك التغيير، وهذه الكمية المحددة هي الحرارة الكامنة النوعية $L$. إجمالي الطاقة هو ببساطة هذا الرقم للكيلوغرام مضروباً في الكتلة، $Q = mL$.

المعادلة

استخدم حرارة الانصهار الكامنة للذوبان والتجمد، وحرارة التبخر الكامنة للغليان والتكثيف. الطاقة المنطلقة حين يتجمد مادة أو تتكثف تساوي تماماً الطاقة الممتصة عند ذوبانها أو تبخرها.

مثال محلول

إذابة $0.5\ \text{kg}$ من الجليد عند $0\ ^\circ\text{C}$، وحرارة الانصهار الكامنة للماء $L = 334\ \text{kJ/kg}$:

تُمتصّ تلك 167 kJ عند درجة حرارة ثابتة 0 °C؛ وما إن يذوب آخر الجليد تبدأ الطاقة الإضافية في تسخين الماء.

لماذا تهيمن التحولات الطورية على موازنة الطاقة

الحرارة الكامنة كبيرة مقارنةً بالحرارة اللازمة لتغيير درجة الحرارة. رفع حرارة الماء درجةً مئوية واحدة يحتاج نحو 4.2 kJ/kg، بينما تبخيره يستهلك 2256 kJ/kg — أكثر من خمسمئة مرة. لهذا يبرّد التعرق الجسمَ بفاعلية كبيرة، وتكون حروق البخار أشد وطأةً من حروق الماء الساخن، ويحافظ ذوبان الثلج على قرب الأرض من الصفر طوال فترة الذوبان.

حدود الصلاحية

تفترض المعادلة أن المادة بلغت نقطة الذوبان أو الغليان بالفعل، لذا تذهب الحرارة كلها إلى التحول الطوري. لإيجاد إجمالي الطاقة في عملية تشمل أيضاً تغييراً في درجة الحرارة — تسخين الجليد ثم إذابته ثم تسخين الماء — تُضيف حداً للحرارة المحسوسة $mc\Delta T$ لكل نطاق حرارة وحداً للحرارة الكامنة $mL$ لكل تحول طوري. تعتمد قيم الحرارة الكامنة أيضاً اعتماداً طفيفاً على الضغط؛ والأرقام المستخدمة هنا هي للضغط الجوي القياسي.