נוסח השאלה המלא: באיזו טמפרטורה מלח שולחן נהפך לנוזלי והאם הוא שומר חום כמוס טוב ממים או חול ים?

מלח שולחן, תרכובת של נתרן וכלור (NaCl), בטמפ' החדר כידוע החומר נמצא במצב גבישי מוצק, הופך לנוזל (ניתך) בטמפ' של 801oC, טמפ' גבוהה המאפיינת חומרים עם קשר כימי יוני, כמו מלח הבישול.


תמונת תקריב של גבישי מלח בישול, תמונה באדיבות נאס"א (NASA)

חום כמוס (Latent Heat) – זהו מונח בעל משמעות ייחודית בכימיה ופיזיקה, ומשמעו – אנרגיית החום שדרוש להשקיע על מנת לשנות את מצב הצבירה של החומר (עבור מסה נתונה, ק"ג או גרם של חומר), מעבר לאנרגיה הדרושה כדי להגיע לטמפ' הרתיחה או ההתכה של החומר. אפשר להבין את משמעות החום הכמוס באמצעות הדוגמא הבאה: אם נחמם סיר עם מים על הכיריים, ראשית – האנרגיה של החימום משמשת סתם להעלאת הטמפ' של המים, ואכן, הטמפ' של המים תעלה. כאשר המים יגיעו ל 100oC המים יתחילו לרתוח, ואז אנרגיית החימום תשמש רק כדי לאדות את המים, אם נשים מדחום בתוך המים נראה שהטמפ' נשארת 100oC לכל אורך תהליך הרתיחה, למרות שאנחנו מחממים כל הזמן(!) זהו החום הכמוס. בין אם לחום הכמוס הזה התכוונת בשאלתך, או שסתם התכוונת לשמירת / אגירת חום בתוך חול / מים / מלח – המונח שומר חום 'טוב' לא מוגדר, וממילא לא תלוי בכלל בחומר.


חול ים (תמונת תקריב) באדיבות אתר ויקיפדיה

כל חומר חם הנמצא בסביבה קרה ממנו יעביר חום לסביבה, יתקרר, עד שיגיע לשוויון טמפ' עם הסביבה, זהו חוק טבע פיזיקלי (כמו כוח המשיכה), הנקרא 'החוק השני של התרמודינמיקה' שלא נמצאו לו יוצאים מהכלל. כלומר, כל חומר חם, תמיד יתקרר בסופו של דבר, וישחרר לסביבה את החום האגור בתוכו. קצב איבוד החום (=טיב שמירת החום) לא תלוי בחומר, אלא תלוי בכלל בבידוד ומניעת שלושת הדרכים למעבר חום שהם: מניעת הולכה של החום לסביבה, מניעת הסעה של חום לסביבה ומניעת הקרנה של אנרגיה לסביבה. על פי שלושת עקרונות המניעה האלו עובד תרמוס- שיכול לשמור על טמפ' של נוזלים שבתוכו במשך זמן רב, אפילו 24 שעות ללא שינוי טמפ' משמעותי. אבל – השמירה על החום היא לא תלויה בחומר, היא בכלל תכונה של התרמוס עצמו, תרמוס יכול לשמור על קפה חם בטמפ' של 90oC אבל באותה מידה יכול לבודד מחום חנקן נוזלי שנמצא בטמפ' נמוכה מאוד, של 196oC-.
אם התכוונת לאגירת של חום, באמצעות קיבול חום, אזי, כפי שהוסבר בתשובה קודמת בנושא למים יש קיבול החום הרב ביותר פר-מסה, כלומר קילו של מים בטמפ' של 95oC, למשל, אוגר בתוכו הרבה יותר אנרגיית חום מקילו של חול, או קילו של מלח בישול באותה טמפ' (בהנחה שכל החומרים מתקררים לאותה טמפ' סביבה בסוף), וזאת משום שלמים יש קיבול חום סגולי גבוה יותר מכל נוזל או מוצק אחר, כפי שהוסבר בעבר, ומהבחינה הזו המים חומר מושלם לאגירת אנרגיה (לא בכדי כמעט כל 'כריות החימום' ו'בקבוקי החימום' בחומר מבוססים על מים או על חומרים בהם מים הם המרכיב העיקרי).
מצד שני – מים אפשר בתנאים רגילים של לחץ לחמם רק עד 100oC לפני שמתחילים לרתוח והופכים לגז, ואילו מלח בישול, או חול – אפשר לחמם למאות מעלות בלא שירתחו, כך שפוטנציאלית יכולים לאגור יותר קלוריות חום ממים (אך מצד שלישי – יש לזכור שככל שהחומר יותר חם, קצב הקרנת החום ממנו יותר גדול (חומרים חמים מאוד מאירים, כמו חוט להט במנורה, גחל במדורה או ברזל מלובן) ולכן אמנם אפשר לחמם חול מאוד, אבל בשל ההקרנה הוא לא יצליח לאגור את החום לזמן רב, ויתקרר תוך מספר דקות, כלומר קצב אובדן החום של חומרים תלוי בטמפרטורה שלהם).

מאת: ד"ר אבי סאייג
המחלקה לנוירוביולוגיה ומכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.