ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat) : તાપમાનના કોઈ પણ જાતના ફેરફાર સિવાય, પદાર્થનું ઘન સ્વરૂપમાંથી પ્રવાહી અથવા પ્રવાહીમાંથી વાયુમાં રૂપાંતર કરવા માટેની જરૂરી ઉષ્મા. રૂપાંતરની સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમિયાન તાપમાન અચળ રહેતું હોવાથી, પદાર્થને આપવામાં આવતી આ ઉષ્મા થરમૉમિટર ઉપર નોંધાતી નથી; તેથી તેને ‘ગુપ્ત’ ઉષ્મા કહે છે. ઘનમાંથી પ્રવાહી સ્વરૂપમાં રૂપાંતર પદાર્થના ગલનબિંદુ(melting point)ના તાપમાને થાય છે; જ્યારે પ્રવાહીમાંથી વાયુ કે બાષ્પ સ્વરૂપમાં રૂપાંતર પ્રવાહીના ઉત્કલનબિંદુ(boiling point)ના તાપમાને થતું હોય છે. આથી ગુપ્ત ઉષ્માના બે પ્રકાર છે : (i) ગલન ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat of fusion) અને (ii) બાષ્પાયનની ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat of vaporization). ગુપ્ત ઉષ્માની સંજ્ઞા L છે.
ગલન ગુપ્ત ઉષ્મા : ગલનબિંદુના તાપમાને, એક ગ્રામ પદાર્થનું તે જ તાપમાને (તાપમાનના કોઈ પણ જાતના ફેરફાર સિવાય) પ્રવાહીમાં રૂપાંતર કરવા માટેની જરૂરી ગરમીને પદાર્થની ગલન ગુપ્ત ઉષ્મા કહે છે. તેને કૅલરી/ગ્રામ કે કૅલરી/ગ્રા. વડે દર્શાવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બરફની ગલન ગુપ્ત ઉષ્મા, Lબરફ = 80 કૅલરી/ગ્રામ છે. તેનો અર્થ એ થયો કે બરફના ગલનબિંદુ તાપમાન શૂન્ય ડિગ્રી સેલ્સિયસે, 1 ગ્રામ બરફને 0° સે. તાપમાને 1 ગ્રામ પાણીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે 80 કૅલરી જેટલી ઉષ્મા જરૂરી છે. (નોંધ : કૅલરી એ ઉષ્માનો એકમ છે. 1 ગ્રામ પાણીના તાપમાનમાં 1° સે. જેટલો વધારો કરવા માટેની તે જરૂરી ઉષ્મા છે.)
તેથી ઊલટું, 0° સે. તાપમાને રહેલા 1 ગ્રામ પાણીમાંથી, 80 કૅલરી જેટલી ઉષ્મા લઈ લેતાં, તેનું 0° સે. તાપમાને 1 ગ્રામ બરફમાં રૂપાંતર થાય છે. આ કારણે ઠંડા પ્રદેશમાં સરોવરનું પાણી થીજી જઈને બરફ જામતો હોય છે, સરોવરના તળિયે રહેલા પાણીનું તાપમાન 0° સે. હોય છે જ્યારે સરોવરની ઉપરની હવાનું તાપમાન 0° સે. કરતાં પણ નીચું – એટલે કે ઋણાત્મક મૂલ્યનું હોય છે (સામાન્યત: –20° સે.) તેથી સરોવરના તળિયે રહેલું પાણી ઉપરની સપાટીના પાણીની સાપેક્ષે ગરમ હોવાથી, ઉષ્માવહનની પ્રક્રિયા વડે ઉષ્માનું વહન તળિયાની સપાટી તરફ થઈ પાણીમાંથી ઉષ્મા બહાર જતી હોય છે. પ્રત્યેક 80 કૅલરી જેટલી ઉષ્મા, પાણીમાંથી બહાર ચાલી જતાં, 1 ગ્રામ બરફ બને છે. થીજેલા સરોવરના બરફ ઉપર સહીસલામત રીતે સ્કેટિંગ કરવા માટે કેટલી જાડાઈનો બરફનો સ્તર જોઈશે તે નક્કી કરી, ઉષ્માવહન માટેના સૂત્ર ઉપરથી તેટલી જાડાઈનો બરફ જામવા માટે કેટલો સમય લાગશે તે નક્કી કરી શકાય છે.
બાષ્પાયનની ગુપ્ત ઉષ્મા : ઉત્કલનબિંદુ તાપમાને 1 ગ્રામ પ્રવાહીનું તે જ તાપમાને 1 ગ્રામ બાષ્પ કે વાયુમાં રૂપાંતર કરવા માટેની જરૂરી ઉષ્માને તે પ્રવાહીની બાષ્પાયનની ગુપ્ત ઉષ્મા કહે છે. ઉદાહરણ તરીકે વરાળની ગુપ્ત ઉષ્મા, Lવરાળ = 536 કૅલરી/ગ્રામ છે. તેનો અર્થ એ થયો કે પાણીના ઉત્કલનબિંદુ 100° સે. તાપમાને, 1 ગ્રામ પાણીનું તે જ તાપમાને 1 ગ્રામ વરાળમાં રૂપાંતર કરવા માટે 536 કૅલરી જેટલી ઉષ્મા જરૂરી છે. તેથી ઊલટું, જો 100° સે. તાપમાને રહેલી 1 ગ્રામ વરાળ, કોઈ ઠંડી સપાટીના સંપર્કમાં આવતાં ઠરી જઈને તેનું 100° સે. તાપમાને 1 ગ્રામ પાણી બને ત્યારે પ્રત્યેક ગ્રામ વરાળના ઠારણથી 536 કૅલરી જેટલી ઉષ્મા બહાર આવે છે. 100° સે. તાપમાને આવેલા 1 ગ્રામ ઊકળતા પાણીમાં રહેલી ઉષ્મા 100 કૅલરી જેટલી છે, જ્યારે 100° સે. તાપમાને 1 ગ્રામ વરાળ ઠરે તો તેમાંથી 536 કૅલરી જેટલી ઉષ્મા પ્રાપ્ત થાય છે. આમ વરાળ ઠરવાથી આશરે 5.36 ગણી વધારે ઉષ્મા મળે છે. આ જ કારણે ઊકળતા પાણી કરતાં વરાળના ઠારણથી સખત (આશરે 5.36 ગણું) દાઝી જવાય છે.
ગુપ્ત ઉષ્મા માટેનું ક્લૅપેરોનનું સમીકરણ : ક્લૅપેરોન નામના વિજ્ઞાનીએ ગુપ્ત ઉષ્મા માટે નીચે પ્રમાણેનું એક સમીકરણ આપેલું છે, જે તેના નામ ઉપરથી ક્લૅપેરોનના સમીકરણ તરીકે ઓળખાય છે. જો L = એક અવસ્થામાંથી બીજી અવસ્થાના ફેરફાર માટેની ગુપ્ત ઉષ્મા; T = જે અચળ તાપમાને આ ફેરફાર થતો હોય તે તાપમાન ડિગ્રી કેલ્વિનમાં [ઘન → પ્રવાહી ફેરફાર માટે T = પદાર્થનું ગલનબિંદુ; અને પ્રવાહી → બાષ્પ ફેરફાર માટે T = પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ છે.] V1 = પહેલી સ્થિતિમાં પદાર્થનું કદ; V2 = બીજી સ્થિતિમાં તેનું કદ; dP = દબાણનો ફેરફાર અને તેને લઈને ગલનબિંદુ કે ઉત્કલનબિંદુના તાપમાનમાં થતો અનુરૂપ ફેરફાર = dT હોય, તો
ઘન → પ્રવાહી ફેરફાર માટે; પદાર્થ પીગળવાથી પ્રવાહી સ્થિતિનું કદ (V2), તેની ઘન અવસ્થા કદ (V1) કરતાં વધારે હોય, તો ક્લૅપેરોનના સમીકરણમાં(V2–V1)નું મૂલ્ય ધનાત્મક (+ ve) બને છે. તેથી 
નું મૂલ્ય પણ +ve મળે. એટલે કે આવા પદાર્થ ઉપર દબાણનો વધારો કરતાં તેના ગલનબિંદુમાં વધારો થઈ તે ઊંચું ચડતું હોય છે. ઉદાહરણ : મીણ.
તેથી ઊલટું, જે પદાર્થના પીગળવાથી પ્રવાહી સ્થિતિમાંનું કદ (V2), ઘન અવસ્થા કદ (V1) કરતાં ઓછું હોય તો (V2–V1) ઋણાત્મક થવાથી પણ ઋણાત્મક બને છે. તેવા પદાર્થના દબાણમાં વધારો કરતાં તેનું ગલનબિંદુ નીચું ઊતરે છે. ઉદાહરણ : બરફ. 0° સે. તાપમાને 1 ગ્રામ બરફનું કદ V1 = 1.091 ઘન સેમી. છે, જ્યારે તે જ તાપમાને 1 ગ્રામ પાણીનું કદ V2 = 1.00 ઘન સેમી. છે. તેથી બરફ ઉપર દબાણ વધારતાં તેના ગલનબિંદુમાં ઘટાડો થઈ તે નીચું ઊતરે છે. 1 વાતાવરણ જેટલા દબાણને કારણે નીપજતો આ ઘટાડો 0.0074 K અથવા 0.0074° સે. જેટલો હોય છે.
ઘનતા = દળ/કદ છે તેથી ઉપર વિચારેલા બરફ → પાણી ફેરફાર માટે બંને અવસ્થામાં દળ અચળ રહેતું હોવાથી, ઘનતા, કદના વ્યસ્ત પ્રમાણસર છે. જો બરફની ઘનતા = ρ1 અને પાણીની ઘનતા = ρ2 હોય તો, V1 > V2 હોવાથી ρ1 < ρ2 એટલે કે બરફની ઘનતા પાણીની ઘનતા કરતાં ઓછી છે અને આમ બરફ પાણી કરતાં હલકો હોવાથી તે પાણી ઉપર તરતો રહે છે.
ક્લૅપેરોનના સમીકરણ ઉપરથી કહી શકાય કે દબાણમાં વધારો કરતાં બરફના ગલનબિંદુમાં થતો ઘટાડો, બરફ પાણી ઉપર તરતો રહે છે એ ઘટના સાથે સુસંગત છે અને તેનું સમર્થન પણ કરે છે.
પ્રવાહી → બાષ્પ ફેરફાર માટે : ક્લૅપેરોનના સમીકરણ માં પ્રવાહી → બાષ્પ ફેરફાર માટે,
L = બાષ્પાયનની ગુપ્ત ઉષ્મા; T = પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ ડિગ્રી કૅલ્વિનમાં, V1 = 1 ગ્રામ પ્રવાહીનું T° તાપમાને કદ અને V2 = 1 ગ્રામ વરાળ કે બાષ્પનું T° તાપમાને કદ છે. બાષ્પનું કદ પ્રવાહીના કદ કરતાં હંમેશાં ખૂબ મોટું હોવાથી, પ્રવાહી → બાષ્પ ફેરફારમાં (V2 – V1) +ve થવાથી, નું મૂલ્ય પણ ધનાત્મક (+ve) મળે છે. તેથી પ્રવાહીની ઉપરના દબાણમાં વધારો કરતાં, તેના ઉત્કલનબિંદુમાં હંમેશાં વધારો થઈ તે ઊંચું ચડે છે. આ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ ‘પ્રેશર-કૂકર’માં કરવામાં આવે છે. કૂકરમાં દબાણનો વધારો થવાથી તેમાંના પાણીનું ઉત્કલનબિંદુ 100° સે. કરતાં ઊંચું જાય છે અને પ્રમાણમાં વધુ ગરમી ઉત્પન્ન થઈ ખોરાક બરાબર ચડી જાય છે. સમુદ્રની સપાટીથી ઊંચે જતાં વાતાવરણના દબાણમાં ઘટાડો થતો હોય છે. તેથી પર્વત ઉપર ઊંચાઈને કારણે હવાના દબાણનો ઘટાડો થતાં, પાણી 100° સે. કરતાં નીચા તાપમાને ઊકળે છે. આમ પર્વત ઉપર, ઊકળતા પાણીમાં રહેલી ગરમી ઓછી થવાથી, પર્વત ઉપર રાંધેલો ખોરાક કાચો રહેવાની શક્યતા છે. આ જ કારણે ચાનો સ્વાદ પણ બદલાઈ જતો હોય છે.
એરચ મા. બલસારા