Gizli Isı ve Özgül Isı
Gizli Isı
Bir madde faz değişikliğine uğradığında, enerji ısı olarak emilir veya salınır. Gizli ısı, bir faz değişimi sırasında bir maddeden emilen veya salınan ısıdır. Bu ısı değişiklikleri, emildikleri veya serbest bırakıldıkları için sıcaklık değişikliklerine neden olmaz. Gizli ısının iki şekli, gizli füzyon ısısı ve gizli buharlaşma ısısıdır. Gizli ergime ısısı, erime veya donma sırasında, gizli buharlaşma ısısı ise kaynama veya yoğunlaşma sırasında meydana gelir. Faz değişimi, gazı sıvıya veya sıvıyı katıya dönüştürürken ısı (ekzotermik) açığa çıkarır. Faz değişimi, katıdan sıvıya veya sıvıdan gaza geçerken enerji/ısı (endotermik) emer. Örneğin, buhar halinde, su molekülleri oldukça enerjiktir ve moleküller arası çekim kuvvetleri yoktur. Tek su molekülleri olarak hareket ederler. Buna kıyasla sıvı haldeki su moleküllerinin enerjileri düşüktür. Bununla birlikte, bazı su molekülleri, yüksek kinetik enerjiye sahip olduklarında buhar haline kaçabilirler. Normal sıcaklıkta, su moleküllerinin buhar hali ile sıvı hali arasında bir denge olacaktır. Isıtıldığında, kaynama noktasında su moleküllerinin çoğu buhar haline bırakılacaktır. Bu nedenle su molekülleri buharlaşırken su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarının kırılması gerekir. Bunun için enerjiye ihtiyaç vardır ve bu enerji buharlaşmanın gizli ısısı olarak bilinir. Su için bu faz değişimi 100 oC'de (suyun kaynama noktası) meydana gelir. Bununla birlikte, bu sıcaklıkta bu faz değişimi meydana geldiğinde, ısı enerjisi su molekülleri tarafından bağları kırmak için emilir, ancak sıcaklığı daha fazla artırmaz.
Özgül gizli ısı, bir maddenin birim kütlesinin bir fazını tamamen başka bir faza dönüştürmek için gereken ısı enerjisi miktarı anlamına gelir.
Özgül Isı
Isı kapasitesi madde miktarına bağlıdır. Özgül ısı veya özgül ısı kapasitesi(ler), madde miktarından bağımsız olan ısı kapasitesidir. “Sabit bir basınçta bir gram maddenin sıcaklığını bir santigrat derece (veya bir Kelvin) artırmak için gereken ısı miktarı” olarak tanımlanabilir. Özgül ısının birimi Jg-1oC-1'dir. Suyun özgül ısısı 4.186 Jg değeriyle çok yüksektir. -1oC-1 Bu, sıcaklığı 1 g su, 4.186 J ısı enerjisi ile 1 oC artırmak anlamına gelir gereklidir. Bu yüksek değer, suyun ısıl düzenlemedeki rolü ile karşılaşmaktadır. Bir maddenin belirli bir kütlesinin sıcaklığını t1 ile t2 arasında artırmak için gereken ısıyı bulmak için aşağıdaki denklem kullanılabilir.
q=m x s x ∆t
q=gerekli ısı
m=maddenin kütlesi
∆t=t1-t2
Ancak, reaksiyon bir faz değişikliği içeriyorsa yukarıdaki denklem geçerli değildir. Örneğin, su gaz fazına geçtiğinde (kaynama noktasında) veya su donarak buz oluşturduğunda (erime noktasında) uygulanmaz. Bunun nedeni, faz değişimi sırasında eklenen veya çıkarılan ısının sıcaklığı değiştirmemesidir.
Gizli Isı ile Özgül Isı arasındaki fark nedir?
• Gizli ısı, bir madde bir hal değişimi geçirirken emilen veya salınan enerjidir. Özgül ısı, sabit bir basınçta bir gram maddenin sıcaklığını bir santigrat derece (veya bir Kelvin) artırmak için gereken ısı miktarıdır.
• Bir madde faz değişimi geçirirken özgül ısı uygulanmaz.
• Özgül ısı, gizli ısıda sıcaklık değişiminin olmadığı yerde sıcaklık değişimine neden olur.
