Специфична латентна топлота (Л) се дефинише као износ топлотна енергија (топлота, К) која се апсорбује или ослобађа када тело пролази кроз процес сталне температуре. Једнаџба за специфичну латентну топлоту је:
Л = К / м
где:
- Л је специфична латентна топлота
- К је топлота која се апсорбује или ослобађа
- м је маса супстанце
Најчешћи су процеси сталне температуре фазне промене, попут топљења, замрзавања, испаравања или кондензације. Сматра се да је енергија "латентна" јер се у основи скрива унутар молекула док се не догоди промена фаза. „Специфичан је“ јер се изражава у енергији по јединици масе. Најчешће јединице специфичне латентне топлоте су јоулес по граму (Ј / г) и килодоулама по килограму (кЈ / кг).
Специфична латентна топлота је интензивно својство материје. Његова вредност не зависи од величине узорка или од тога где се у оквиру неке твари узима узорак.
Историја
Британски хемичар Јосепх Блацк увео је концепт латентне врућине негде између 1750. и 1762. године. Произвођачи вискија вискија су унајмили Црног да одреди најбољу мешавину горива и воде
дестилација и проучити промене запремине и притиска при константној температури. Примењена црна калориметрија за његову студију и забележио је прикривене вредности топлоте.Енглески физичар Јамес Пресцотт Јоуле описао је латентну врућину као а облик потенцијалне енергије. Јоуле је вјеровао да енергија овиси о специфичној конфигурацији честица у твари. У ствари, оријентација атома у молекули, њихово хемијско везивање и поларитет утичу на латентну топлоту.
Врсте латентног преноса топлоте
Латентна топлота и осетљива топлота две су врсте преноса топлоте између објекта и његове околине. Табеле су састављене за латентну топлину фузије и латентну топлоту испаравања. Осјетљива топлота заузврат зависи од састава тијела.
- Латентна топлина фузије: Скривен топлина фузије је топлота која се апсорбује или ослобађа када се материја растопи, мењајући фазу из чврстог у течни облик при константној температури.
- Латентна топлота испаравања: Латентна топлота испаравања је топлота која се апсорбује или ослобађа када материја испарава, мењајући фазу из течне у гасну фазу при константној температури.
- Сензибле Хеат: Иако се разумна топлота често назива латентна топлота, то није ситуација са сталном температуром нити је промена фазе. Осјетљива топлина одражава пријенос топлоте између материје и њене околине. Топлота се може осетити као промена температуре објекта.
Табела специфичних вредности латентне топлине
Ово је табела специфичне латентне топлоте (СЛХ) фузије и испаравања за уобичајене материјале. Обратите пажњу на изузетно високе вредности амонијака и воде у поређењу са неполарним молекулама.
| Материјал | Тачка топљења (° Ц) | Тачка кључања (° Ц) | СЛХ оф Фусион кЈ / кг |
СЛХ испаравања кЈ / кг |
| Амонијак | −77.74 | −33.34 | 332.17 | 1369 |
| Угљен диоксид | −78 | −57 | 184 | 574 |
| Етил алкохол | −114 | 78.3 | 108 | 855 |
| Водоник | −259 | −253 | 58 | 455 |
| Олово | 327.5 | 1750 | 23.0 | 871 |
| Азот | −210 | −196 | 25.7 | 200 |
| Кисеоник | −219 | −183 | 13.9 | 213 |
| Расхладно средство Р134А | −101 | −26.6 | — | 215.9 |
| Толуен | −93 | 110.6 | 72.1 | 351 |
| Вода | 0 | 100 | 334 | 2264.705 |
Сензибилна топлота и метеорологија
Док се у физици и хемији користе латентна топлина фузије и испаравања, метеоролози такође сматрају разумну топлоту. Када се латентна топлота апсорбује или ослобађа, она ствара нестабилност у атмосфери, потенцијално стварајући тешко време. Промена латентне топлоте мења температуру објеката док долазе у контакт са топлијим или хладнијим ваздухом. Латентна и осетљива топлота изазива кретање ваздуха, производећи ветар и вертикално кретање ваздушних маса.
Примери латентне и осетљиве топлоте
Свакодневни живот испуњен је примерима латентне и осетљиве топлоте:
- Врела вода на пећи настаје када се топлотна енергија из грејног елемента пренесе у лонац и заузврат у воду. Када се обезбеди довољно енергије, течна вода се шири и формира водену пару и вода кључа. Огромна количина енергије се ослобађа када вода кључа. Пошто вода има тако високу топлину испаравања, лако се може сагорети паром.
- Слично томе, мора да се апсорбује значајна енергија за претварање течне воде у лед у замрзивачу. Замрзивач уклања топлотну енергију, омогућавајући фазни прелаз. Вода има високу латентну топлину фузије, па претварање воде у лед захтева уклањање више енергије од замрзавања течног кисеоника у чврсти кисеоник, по јединици грама.
- Латентна врућина узрокује појачање урагана. Зрак се загрева док прелази топлу воду и скупља водену пару. Како се паре кондензују и формирају облаке, у атмосферу се ослобађа латентна топлота. Ова додата топлота загрева ваздух, стварајући нестабилност и помаже облацима да се подигну, а олуја појача.
- Осјетљива топлина се ослобађа када тло апсорбира енергију од сунчеве свјетлости и постаје топлије.
- На хлађење путем зноја утиче латентна и осетљива топлота. Када дува ветар, хлађење испаравањем је веома ефикасно. Топлина се одваја од тела због велике латентне топлоте испаравања воде. Међутим, много је теже охладити се на сунчаном месту него на сенци јер се осетљива топлота апсорбоване сунчеве светлости такмичи са ефектом испаравања.
Извори
- Бриан, Г.Х. (1907). Термодинамика. Уводни трактат који се бави углавном првим принципима и њиховим директним примјенама. Б.Г. Теубнер, Лајпциг.
- Цларк, Јохн, О.Е. (2004). Основни научни речник. Барнес & Нобле Боокс. ИСБН 0-7607-4616-8.
- Маквелл, Ј.Ц. (1872). Теорија топлоте, треће издање. Лонгманс, Греен анд Цо., Лондон, страна 73.
- Перрот, Пиерре (1998). Термодинамика од А до З. Окфорд Университи Пресс. ИСБН 0-19-856552-6.