Wat is latente warmte? Definitie en voorbeelden
Share
Specifieke latente warmte (L) wordt gedefinieerd als de hoeveelheid thermische energie (warmte, Q) die wordt geabsorbeerd of vrijgegeven wanneer een lichaam een proces met constante temperatuur ondergaat. De vergelijking voor specifieke latente warmte is:
L = Q / m
waar:
- L is de specifieke latente warmte
- Q wordt de warmte geabsorbeerd of vrijgegeven
- m is de massa van een stof
De meest voorkomende soorten processen met constante temperatuur zijn faseveranderingen, zoals smelten, bevriezen, verdamping of condensatie. De energie wordt als "latent" beschouwd omdat deze in essentie verborgen is in de moleculen totdat de faseverandering optreedt. Het is "specifiek" omdat het wordt uitgedrukt in termen van energie per massa-eenheid. De meest voorkomende eenheden van specifieke latente warmte zijn joule per gram (J / g) en kilojoule per kilogram (kJ / kg).
Specifieke latente warmte is een intensieve eigenschap van materie. De waarde ervan is niet afhankelijk van de steekproefomvang of waar binnen een stof het monster wordt genomen.
Geschiedenis
De Britse scheikundige Joseph Black introduceerde het concept van latente warmte ergens tussen de jaren 1750 en 1762. Scotch whisky makers hadden Black ingehuurd om de beste mengsel van brandstof en water voor destillatie te bepalen en om veranderingen in volume en druk bij een constante temperatuur te bestuderen. Black paste calorimetrie toe voor zijn studie en registreerde latente warmtewaarden.
De Engelse natuurkundige James Prescott Joule beschreef latente warmte als een vorm van potentiële energie. Joule geloofde dat de energie afhing van de specifieke configuratie van deeltjes in een stof. In feite is het de oriëntatie van atomen in een molecuul, hun chemische binding en hun polariteit die latente warmte beïnvloeden.
Soorten latente warmteoverdracht
Latente warmte en voelbare warmte zijn twee soorten warmteoverdracht tussen een object en zijn omgeving. Tabellen zijn samengesteld voor latente smeltwarmte en latente verdampingswarmte. Voelbare warmte hangt op zijn beurt af van de samenstelling van een lichaam.
- Latente warmte van fusie: Latente smeltwarmte is de warmte die wordt geabsorbeerd of afgegeven wanneer materie smelt, waarbij de fase verandert van vaste naar vloeibare vorm bij constante temperatuur.
- Latente warmte van verdamping: Latente verdampingswarmte is de warmte die wordt geabsorbeerd of vrijkomt wanneer materie verdampt, waarbij de fase van vloeibare naar gasfase bij constante temperatuur verandert.
- Voelbare warmte: Hoewel voelbare warmte vaak latente warmte wordt genoemd, is het geen situatie met een constante temperatuur, noch is er sprake van een faseverandering. Gevoelige warmte reflecteert warmteoverdracht tussen materie en haar omgeving. Het is de hitte die kan worden "waargenomen" als een verandering in de temperatuur van een object.
Tabel met specifieke latente warmtewaarden
Dit is een tabel met specifieke latente warmte (SLH) van fusie en verdamping voor gangbare materialen. Let op de extreem hoge waarden voor ammoniak en water in vergelijking met die van niet-polaire moleculen.
| Materiaal | Smeltpunt (° C) | Kookpunt (° C) | SLH van Fusion kJ / kg | SLH van verdamping kJ / kg |
| ammonia | & # X2212; 77,74 | & # X2212; 33.34 | 332,17 | 1369 |
| Kooldioxide | & # X2212; 78 | & # X2212; 57 | 184 | 574 |
| Ethylalcohol | & # X2212; 114 | 78.3 | 108 | 855 |
| Waterstof | & # X2212; 259 | & # X2212; 253 | 58 | 455 |
| Lood | 327,5 | 1750 | 23.0 | 871 |
| Stikstof | & # X2212; 210 | & # X2212; 196 | 25.7 | 200 |
| Zuurstof | & # X2212; 219 | & # X2212; 183 | 13.9 | 213 |
| Koelmiddel R134A | & # X2212; 101 | & # X2212; 26.6 | & # X2014; | 215.9 |
| Tolueen | & # X2212; 93 | 110.6 | 72.1 | 351 |
| Water | 0 | 100 | 334 | 2264.705 |
Verstandige warmte en meteorologie
Terwijl latente hitte van fusie en verdamping wordt gebruikt in de fysica en scheikunde, beschouwen meteorologen ook verstandige warmte. Wanneer latente warmte wordt geabsorbeerd of afgegeven, veroorzaakt dit instabiliteit in de atmosfeer, waardoor mogelijk zwaar weer ontstaat. De verandering in latente warmte verandert de temperatuur van objecten wanneer ze in contact komen met warmere of koelere lucht. Zowel latente als voelbare warmte zorgen ervoor dat lucht beweegt, waardoor wind en verticale beweging van luchtmassa's worden geproduceerd.
Voorbeelden van latente en voelbare warmte
Het dagelijkse leven is gevuld met voorbeelden van latente en voelbare hitte:
