تمثل "الحرارة" الطاقة الحرارية للجزيئات في مادة ما. يتجمد الماء عند درجة حرارة 0 مئوية. لكن درجة حرارة مكعب الثلج يمكن أن تنخفض إلى أقل من ذلك بكثير. عندما يتم إزالة مكعب ثلج من الفريزر ، تزداد درجة حرارة المكعب لأنه يمتص الحرارة من المناطق المحيطة به. ولكن بمجرد أن يصل مكعب الثلج إلى 0 درجة مئوية ، يبدأ في الذوبان وتظل درجة حرارته عند 0 طوال عملية الذوبان ، على الرغم من استمرار مكعب الثلج في امتصاص الحرارة. يحدث هذا لأن الطاقة الحرارية التي يمتصها مكعب الثلج تستهلكها جزيئات الماء التي تنفصل عن بعضها البعض أثناء الذوبان.
تُعرف كمية الحرارة التي تمتصها مادة صلبة أثناء مرحلة الانصهار بالحرارة الكامنة للاندماج ويتم قياسها عن طريق قياس المسعرات.
ضع كوبًا فارغًا من الستايروفوم على الميزان وسجل كتلة الكوب الفارغ بالجرام. ثم املأ الكوب بحوالي 100 مل ، أو حوالي 3.5 أوقية ، من الماء المقطر. أعد الكوب المملوء إلى الميزان وقم بتسجيل وزن الكوب والماء معًا.
ضع مقياس حرارة في الماء في الكوب ، وانتظر حوالي 5 دقائق حتى يأتي الترمومتر التوازن الحراري مع الماء ، ثم سجل درجة حرارة الماء على أنها أولية درجة الحرارة.
ضع اثنين أو ثلاثة من مكعبات الثلج على منشفة ورقية لإزالة أي ماء سائل على أسطح المكعبات ، ثم انقل المكعبات بسرعة إلى كوب الستايروفوم. استخدم الترمومتر لتقليب الخليط برفق. راقب قراءة درجة الحرارة على مقياس الحرارة. يجب أن يبدأ في الانخفاض على الفور تقريبًا. استمر في التقليب وسجل أدنى درجة حرارة مبينة على مقياس الحرارة قبل أن تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع. سجل هذه القيمة على أنها "درجة الحرارة النهائية".
أزل مقياس الحرارة وأعد كوب الستايروفوم مرة أخرى إلى الميزان وسجل كتلة الكوب والماء والثلج المذاب معًا.
حدد كتلة الماء في الكوب عن طريق طرح كتلة الكوب الفارغ من وزن الكوب والماء معًا ، كما تم تجميعها في الخطوة 1. على سبيل المثال ، إذا كان وزن الكوب الفارغ 3.1 جرام وكان وزن الكوب والماء معًا 106.5 جرامًا ، فإن كتلة الماء كانت 106.5 - 3.1 = 103.4 جرام.
احسب التغير في درجة حرارة الماء بطرح درجة حرارة الماء الأولية من درجة حرارة الماء النهائية. وبالتالي ، إذا كانت درجة الحرارة الأولية 24.5 درجة مئوية وكانت درجة الحرارة النهائية 19.2 درجة مئوية ، فإن دلتا T = 19.2 - 24.5 = -5.3 درجة مئوية.
احسب الحرارة ، q ، التي تمت إزالتها من الماء وفقًا للمعادلة q = mc (deltaT) ، حيث تمثل m و deltaT الكتلة ودرجة الحرارة يمثل تغير الماء ، على التوالي ، و c السعة الحرارية النوعية للماء ، أو 4.184 جول لكل جرام لكل درجة مئوية ، أو 4.187 J / ز- سي. متابعة المثال من الخطوتين 1 و 2 ، q = ms (deltaT) = 103.4 g * 4.184 J / g-C * -5.3 C = -2293 J. هذا يمثل الحرارة المنبعثة من الماء ، ومن هنا علامته السلبية. وفقًا لقوانين الديناميكا الحرارية ، هذا يعني أن مكعبات الثلج في الماء تمتص +2293 J من الحرارة.
حدد كتلة مكعبات الثلج بطرح كتلة الكوب والماء من كتلة الكوب ومكعبات الماء والثلج معًا. إذا كان وزن الكوب والماء والثلج معًا 110.4 جم ، فإن كتلة مكعبات الثلج كانت 110.4 جم - 103.4 جم = 7.0 جم.
أوجد الحرارة الكامنة للانصهار ، Lf ، وفقًا لـ Lf = q ÷ m بقسمة الحرارة ، q ، التي يمتصها الجليد ، كما هو محدد في الخطوة 3 ، على كتلة الجليد ، m ، المحددة في الخطوة 4. في هذه الحالة ، Lf = q / m = 2293 J ÷ 7.0 g = 328 J / g. قارن النتيجة التجريبية بالقيمة المقبولة البالغة 333.5 جول / جم.