Fajlagos látens hő (L) a következő összegként határozható meg: hőenergia (Hő, Q), amely felszívódik vagy felszabadul, amikor a test állandó hőmérsékletű folyamaton megy keresztül. A meghatározott látens hő egyenlete:
L = Q / m
hol:
- L a fajlagos látens hő
- Q az elnyelt vagy felszabadított hő
- m az a tömeg egy anyag
Az állandó hőmérsékletű folyamatok leggyakoribb típusai fázisváltozások, például olvadás, fagyasztás, párologtatás vagy kondenzáció. Az energiát "rejtettnek" tekintjük, mivel lényegében a molekulákban rejtve marad, amíg a fázisváltozás meg nem történik. Ez "specifikus", mert energiában fejezzük ki tömegegységenként. A látens hő leggyakoribb egységei joule / gramm (J / g) és kilodžaul / kg (kJ / kg).
A fajlagos látens hő egy az anyag intenzív tulajdonsága. Értéke nem függ a minta méretétől vagy attól, hogy egy anyagon belül melyik mintát veszik.
Történelem
A brit kémikus Joseph Black bevezette a látens hő fogalmát valahol 1750 és 1762 között. A skót whiskykészítők feketét alkalmaztak, hogy meghatározzák az üzemanyag és víz legjobb keverékét
lepárlás valamint a térfogat és a nyomás állandó hőmérsékleten történő változásának tanulmányozására. Fekete felhordva hőmennyiségmérés és a rögzített látens hőértékeket.James Prescott Joule angol fizikus a látens hőt a következőnek írta le a potenciális energia formája. Joule szerint az energia az anyag részecskéinek sajátos konfigurációjától függ. Valójában az atomok molekulán belüli orientációja, kémiai kötésük és polaritásuk befolyásolja a látens hőt.
A látens hőátadás típusai
A látens hő és az érzékeny hő a hőátadás két típusa egy tárgy és a környezet között. Táblázatokat állítanak össze a látens fúziós hő és a látens párolgási hő szempontjából. Az érzékeny hő viszont a test összetételétől függ.
- Látens fúziós hő: Latent a fúziós hő "az anyag megolvadásakor felszabaduló vagy felszabadított hő, változó fázis szilárd anyagból folyékony alakba állandó hőmérsékleten.
- A párologtatás látens hője: A párolgás látens hője az anyag elpárolgásakor elnyelt vagy felszabaduló hő, amely a hőmérsékletet állandó hőmérsékleten folyadékról gázfázisra változtatja.
- Érzékelhető hő: Bár az érzékeny hőt gyakran látens hőnek nevezik, ez nem állandó hőmérsékleti helyzet, hanem fázisváltozás sem jár. Az érzékeny hő tükrözi az anyag és a környezete közötti hőátadást. A hőt lehet érzékelni egy tárgy hőmérsékletének változásaként.
Fajlagos látens hőértékek táblázata
Ez a táblázat a szokásos anyagok látens hő- és lángolódási és párolgási hőjéről (SLH). Vegye figyelembe az ammónia és a víz rendkívül magas értékeit, összehasonlítva a nem poláros molekulákkal.
| Anyag | Olvadáspont (° C) | Forráspont (° C) | Fúzió SLH kJ / kg |
A párolgás SLH kJ / kg |
| ammónia | −77.74 | −33.34 | 332.17 | 1369 |
| Szén-dioxid | −78 | −57 | 184 | 574 |
| Etilalkohol | −114 | 78.3 | 108 | 855 |
| Hidrogén | −259 | −253 | 58 | 455 |
| Vezet | 327.5 | 1750 | 23.0 | 871 |
| Nitrogén | −210 | −196 | 25.7 | 200 |
| Oxigén | −219 | −183 | 13.9 | 213 |
| R134A hűtőközeg | −101 | −26.6 | — | 215.9 |
| Toluol | −93 | 110.6 | 72.1 | 351 |
| Víz | 0 | 100 | 334 | 2264.705 |
Ésszerű hő és meteorológia
Míg a fizikában és a kémiaban a látens fúziós hőt és a párologtatást használják, a meteorológusok az ésszerű hőt is figyelembe veszik. Amikor a látens hő elnyelődik vagy felszabadul, instabilitást idéz elő a légkörben, esetleg súlyos időjárási viszonyokhoz. A látens hő változása megváltoztatja a tárgyak hőmérsékletét, amikor a melegebb vagy hűvösebb levegővel érintkeznek. Mind a látens, mind az érzékeny hő okozza a levegő mozgását, szél és a légmasszák függőleges mozgását okozva.
Példák latens és érzékeny hőre
A mindennapi élet példái vannak a látens és ésszerű hőnek:
- A forróvíz a tűzhelyen akkor fordul elő, amikor a fűtőelemből származó hőenergia átkerül az edénybe, és viszont a vízbe. Ha elegendő energiát szállítanak, a folyékony víz tágul, hogy vízgőzt képezzen, és a víz forrni kezd. Óriási mennyiségű energia szabadul fel, amikor a víz forr. Mivel a víz ilyen magas párolgási hővel rendelkezik, gőzzel könnyen megéghet.
- Hasonlóképpen jelentős energiát kell felszívni, hogy a folyékony vizet jéggé alakítsák a fagyasztóban. A fagyasztó eltávolítja a hőenergiát, lehetővé téve a fázisátmenetet. A víz magas látens fúziós hővel rendelkezik, így a víz jéggé változtatásához több energiát kell eltávolítani, mint a folyékony oxigén fagyasztása szilárd oxigénnel, grammonként.
- A látens hő fokozza a hurrikánok fokozódását. A levegő felmelegszik, amikor átmegy a meleg vizen, és felveszi a vízgőzöt. Amint a gőz felhőképződik, lappangó hő engedi a légkört. Ez a hozzáadott hő melegíti a levegőt, instabilitást okozva, segítve a felhők felkelését és a vihar fokozódását.
- Az érzékeny hő akkor szabadul fel, amikor a talaj elnyeli a napfény energiáját, és melegebb lesz.
- Az izzadással történő hűtést lappangó és érzékeny hő befolyásolja. Szellőzés esetén a párolgási hűtés nagyon hatékony. A víz elpárolgása miatt a hő eloszlik a testtől. Napos helyiségben azonban sokkal nehezebb lehűlni, mint egy árnyas környezetben, mert az elnyelt napfény érzékeny hője versenyez a párolgás hatásával.
források
- Bryan, G.H. (1907). Termodinamika. Bevezető beszámoló, amely elsősorban az első alapelvekkel és azok közvetlen alkalmazásával foglalkozik. B. G. Teubner, Lipcse.
- Clark, John, O.E. (2004). A tudomány alapvető szótára. Barnes és nemes könyvek. ISBN 0-7607-4616-8.
- Maxwell, J. C. (1872). Hőelmélet, harmadik kiadás. Longmans, Green and Co., London, 73. oldal.
- Perrot, Pierre (1998). A termodinamika A-tól Z-ig. Oxford University Press. ISBN 0-19-856552-6.