لحساب الحرارة اللازمة لإذابة عينة ما، عليك التفكير في الطاقة اللازمة لتغيير طور المادة من الحالة الصلبة إلى السائلة.ويتضمن ذلك فهم السعة الحرارية النوعية للمادة، وكتلتها، والحرارة الكامنة للاندماج.المعادلة المقدمة، \"الكيلوواط ساعة المطلوب = استهلاك الطاقة (كيلوواط ساعة/طن) × عدد الأطنان، \" هي نسخة مبسطة تفترض أنك تعرف استهلاك الطاقة لكل طن للمادة المعنية.ومع ذلك، هناك نهج أكثر تفصيلاً وعمومًا يتضمن استخدام السعة الحرارية النوعية والحرارة الكامنة للاندماج.
شرح النقاط الرئيسية:

-
فهم أساسيات الذوبان:
- الذوبان هو عملية تغير طوري حيث تتحول المادة الصلبة إلى سائل.وتتطلب هذه العملية طاقة تعرف بالحرارة الكامنة للاندماج.
- تعتمد الطاقة اللازمة لصهر مادة ما على كتلتها، والسعة الحرارية النوعية، والحرارة الكامنة للاندماج.
-
السعة الحرارية النوعية:
- السعة الحرارية النوعية (ج) هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كيلوغرام واحد من المادة بمقدار درجة مئوية واحدة (أو كلفن).
- قبل حدوث الانصهار، يجب تسخين المادة إلى درجة انصهارها.يتم حساب الطاقة اللازمة لذلك باستخدام المعادلة:
-
[ س_1 = م \ مرات ج \ مرات دلتا ت
- ]
- حيث (Q_1) هي الحرارة اللازمة لرفع درجة الحرارة، و (m) هي كتلة المادة، و (c) هي السعة الحرارية النوعية، و (\Delta T) هي التغير في درجة الحرارة (من درجة الحرارة الابتدائية إلى نقطة الانصهار).
-
الحرارة الكامنة للانصهار:
- بمجرد أن تصل المادة إلى درجة انصهارها، يلزم وجود طاقة إضافية لتغيير طورها من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.تُعرف هذه الطاقة بالحرارة الكامنة للاندماج (L).
-
معادلة حساب الحرارة اللازمة لتغيّر الطور هي [
- س_2 = م \ مرات ل
- ]
حيث (Q_2) هي الحرارة اللازمة للذوبان، و(m) هي كتلة المادة، و(L) هي الحرارة الكامنة للاندماج.
الحرارة الكلية المطلوبة
: | الحرارة الكلية اللازمة لصهر العينة هي مجموع الحرارة اللازمة لرفع درجة الحرارة إلى درجة الانصهار والحرارة اللازمة لتغير الطور: | [ |
---|---|---|
Q_{{\النص{{الإجمالي}} = Q_1 + Q_2 | ] | بالتعويض بالصيغ السابقة، نحصل على: |
[ | Q_{\{نص{{مجموع}} = م \م \مكرر ج \مكرر دلتا T + م \مكرر L | ] |
يمكن تبسيط ذلك إلى: | [ | Q_{\{النص{{الإجمالي}} = م \Times (ج \Times \Delta T + L) |
] | التطبيق العملي | : |
في السيناريوهات العملية، مثل عمليات الصهر الصناعية، غالبًا ما يتم توفير استهلاك الطاقة لكل طن (كيلوواط ساعة/طن) من قبل الشركات المصنعة للمعدات.وهذا يبسط الحساب حيث تحتاج فقط إلى ضرب استهلاك الطاقة في عدد الأطنان المراد صهرها: [ \نص \{الكيلوواط ساعة المطلوب} = \نص \{استهلاك الطاقة (كيلوواط ساعة/طن)} \أضعاف \نص \{عدد الأطنان}