Nhiệt ẩn là gì?
Nhiệt ẩn là lượng năng lượng mà một chất hấp thụ hoặc giải phóng trong quá trình chuyển pha — chẳng hạn như nóng chảy, đông đặc, sôi hay ngưng tụ — trong khi nhiệt độ của nó vẫn giữ nguyên không đổi. Khác với nhiệt hiện (loại nhiệt làm thay đổi nhiệt độ), toàn bộ nhiệt ẩn được dùng để sắp xếp lại các liên kết phân tử của vật chất. Máy tính này áp dụng công thức đơn giản \(Q = m \times L\) để xác định tổng năng lượng tham gia vào quá trình.
Cách sử dụng máy tính
Nhập khối lượng của chất tính bằng kilôgam và nhiệt ẩn riêng của nó tính bằng jun trên kilôgam (J/kg). Máy tính sẽ nhân hai giá trị này để cho ra tổng năng lượng nhiệt Q tính bằng jun, đồng thời quy đổi sang kilôjun cho tiện theo dõi. Hãy dùng nhiệt nóng chảy riêng khi xét quá trình nóng chảy/đông đặc, và dùng nhiệt hóa hơi riêng khi xét quá trình sôi/ngưng tụ.
Giải thích công thức
Phương trình là
$$Q = m \times L$$trong đó Q là năng lượng nhiệt tính bằng jun (J), m là khối lượng tính bằng kilôgam (kg), và L là nhiệt ẩn riêng tính bằng J/kg. Một số giá trị tham khảo phổ biến gồm nhiệt nóng chảy riêng của nước (≈ 334.000 J/kg) và nhiệt hóa hơi riêng của nước (≈ 2.260.000 J/kg).
Ví dụ minh họa
Cần bao nhiêu năng lượng để làm tan 2 kg nước đá ở 0 °C? Với L = 334.000 J/kg:
$$Q = 2 \times 334{.}000 = 668{.}000 \text{ J}$$tức 668 kJ. Đây chính là năng lượng cần để phá vỡ các liên kết giữ nước đá ở trạng thái rắn, mà không làm nhiệt độ tăng lên.
Câu hỏi thường gặp
Nhiệt ẩn và nhiệt hiện khác nhau thế nào? Nhiệt ẩn làm thay đổi pha ở nhiệt độ không đổi; còn nhiệt hiện làm thay đổi nhiệt độ mà không xảy ra chuyển pha.
Tôi nên dùng đơn vị nào? Khối lượng tính bằng kilôgam và nhiệt ẩn riêng tính bằng J/kg sẽ cho kết quả bằng jun. Nếu giá trị L của bạn ở đơn vị kJ/kg, hãy nhân với 1000.
Công thức này có áp dụng cho mọi chất không? Có — bạn chỉ cần nhập đúng nhiệt ẩn riêng (nóng chảy hoặc hóa hơi) tương ứng với chất của mình.
