Was ist latente Wärme? Definition und Beispiele

Spezifische latente Wärme (L) ist definiert als die Menge an thermischer Energie (Wärme, Q.) das absorbiert oder freigesetzt wird, wenn ein Körper einem Prozess konstanter Temperatur ausgesetzt ist. Die Gleichung für die spezifische latente Wärme lautet:

L = Q. / m

wo:

• L ist die spezifische latente Wärme
• Q. ist die aufgenommene oder abgegebene Wärme
• m ist die Masse eines Stoffes

Die häufigsten Arten von Prozessen mit konstanter Temperatur sind Phasenänderungen wie Schmelzen, Gefrieren, Verdampfen oder Kondensieren. Die Energie wird als "latent" angesehen, da sie im Wesentlichen in den Molekülen verborgen ist, bis der Phasenwechsel auftritt. Es ist "spezifisch", weil es in Energie pro Masseneinheit ausgedrückt wird. Die gebräuchlichsten Einheiten der spezifischen latenten Wärme sind Joule pro Gramm (J / g) und Kilojoule pro Kilogramm (kJ / kg)..

Spezifische latente Wärme ist eine intensive Eigenschaft der Materie. Sein Wert hängt nicht von der Probengröße oder dem Ort ab, an dem innerhalb eines Stoffes die Probe entnommen wird.

Geschichte

Der britische Chemiker Joseph Black führte das Konzept der latenten Wärme irgendwann zwischen 1750 und 1762 ein. Die schottischen Whiskyhersteller hatten Black beauftragt, die beste Mischung aus Brennstoff und Wasser für die Destillation zu bestimmen und Änderungen von Volumen und Druck bei konstanter Temperatur zu untersuchen. Black wendete für seine Studie die Kalorimetrie an und zeichnete Latentwärmewerte auf.

Der englische Physiker James Prescott Joule beschrieb latente Wärme als eine Form potenzieller Energie. Joule glaubte, dass die Energie von der spezifischen Konfiguration der Partikel in einer Substanz abhängt. Tatsächlich sind es die Orientierung der Atome innerhalb eines Moleküls, ihre chemische Bindung und ihre Polarität, die die latente Wärme beeinflussen.

Arten der latenten Wärmeübertragung

Latente Wärme und fühlbare Wärme sind zwei Arten der Wärmeübertragung zwischen einem Objekt und seiner Umgebung. Die Tabellen sind für die latente Schmelzwärme und die latente Verdampfungswärme zusammengestellt. Die wahrnehmbare Wärme hängt wiederum von der Zusammensetzung des Körpers ab.

• Latente Schmelzwärme: Die latente Schmelzwärme ist die Wärme, die beim Schmelzen der Materie absorbiert oder freigesetzt wird, wobei die Phase bei konstanter Temperatur von fester in flüssige Form übergeht.
• Latente Verdampfungswärme: Latente Verdampfungswärme ist die Wärme, die beim Verdampfen der Materie absorbiert oder freigesetzt wird und bei konstanter Temperatur die Phase von der flüssigen in die gasförmige Phase wechselt.
• Spürbare Hitze: Obwohl sensible Wärme oft als latente Wärme bezeichnet wird, handelt es sich weder um eine Situation mit konstanter Temperatur noch um einen Phasenwechsel. Sensible Wärme reflektiert den Wärmeübergang zwischen Materie und Umgebung. Es ist die Wärme, die als Änderung der Temperatur eines Objekts "wahrgenommen" werden kann.

Tabelle der spezifischen Latentwärmewerte

Dies ist eine Tabelle der spezifischen latenten Wärme (SLH) beim Schmelzen und Verdampfen für gängige Materialien. Beachten Sie die im Vergleich zu unpolaren Molekülen extrem hohen Werte für Ammoniak und Wasser.

Material	Schmelzpunkt (° C)	Siedepunkt (° C)	SLH der Fusion kJ / kg	SLH der Verdampfung kJ / kg
Ammoniak	& # x2212; 77,74	& x2212; 33,34	332,17	1369
Kohlendioxid	& x2212; 78	& x2212; 57	184	574
Ethylalkohol	& # x2212; 114	78,3	108	855
Wasserstoff	& # x2212; 259	& # x2212; 253	58	455
Führen	327,5	1750	23,0	871
Stickstoff	& x2212; 210	& x2212; 196	25.7	200
Sauerstoff	& x2212; 219	& x2212; 183	13.9	213
Kältemittel R134A	& # x2212; 101	& x2212; 26.6	& # x2014;	215,9
Toluol	& # x2212; 93	110,6	72,1	351
Wasser	0	100	334	2264.705

Sensible Hitze und Meteorologie

Während in Physik und Chemie die latente Wärme der Fusion und Verdampfung genutzt wird, betrachten Meteorologen auch die sensible Wärme. Wenn latente Wärme absorbiert oder freigesetzt wird, entsteht Instabilität in der Atmosphäre, was möglicherweise zu Unwettern führen kann. Die Änderung der latenten Wärme verändert die Temperatur von Objekten, wenn diese mit wärmerer oder kühlerer Luft in Kontakt kommen. Sowohl latente als auch sensible Wärme bewirken, dass sich Luft bewegt, wodurch Wind und vertikale Bewegung von Luftmassen erzeugt werden.

Beispiele für latente und sensible Wärme

Das tägliche Leben ist mit Beispielen latenter und sensibler Wärme gefüllt: