Λανθάνουσα θερμότητα έναντι ειδικής θερμότητας
Λανθάνουσα θερμότητα
Όταν μια ουσία υφίσταται αλλαγή φάσης, η ενέργεια απορροφάται ή απελευθερώνεται ως θερμότητα. Η λανθάνουσα θερμότητα είναι η θερμότητα που απορροφάται ή απελευθερώνεται από μια ουσία κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής φάσης. Αυτές οι αλλαγές θερμότητας δεν προκαλούν αλλαγές θερμοκρασίας καθώς απορροφώνται ή απελευθερώνονται. Οι δύο μορφές λανθάνουσας θερμότητας είναι η λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης και η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης. Η λανθάνουσα θερμότητα της σύντηξης λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της τήξης ή της κατάψυξης και η λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια του βρασμού ή της συμπύκνωσης. Η αλλαγή φάσης απελευθερώνει θερμότητα (εξώθερμη) όταν μετατρέπει αέριο σε υγρό ή υγρό σε στερεό. Η αλλαγή φάσης απορροφά ενέργεια/θερμότητα (ενδόθερμη) όταν μεταβαίνει από στερεό σε υγρό ή υγρό σε αέριο. Για παράδειγμα, στην κατάσταση ατμού, τα μόρια του νερού είναι πολύ ενεργητικά και δεν υπάρχουν διαμοριακές δυνάμεις έλξης. Κυκλοφορούν ως μεμονωμένα μόρια νερού. Σε σύγκριση με αυτό, τα μόρια του νερού σε υγρή κατάσταση έχουν χαμηλές ενέργειες. Ωστόσο, ορισμένα μόρια νερού είναι ικανά να διαφύγουν σε κατάσταση ατμού εάν έχουν υψηλή κινητική ενέργεια. Σε κανονική θερμοκρασία, θα υπάρχει ισορροπία μεταξύ της κατάστασης ατμού και της υγρής κατάστασης των μορίων του νερού. Κατά τη θέρμανση, στο σημείο βρασμού τα περισσότερα από τα μόρια του νερού θα απελευθερωθούν σε κατάσταση ατμού. Έτσι, όταν τα μόρια του νερού εξατμίζονται, οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού πρέπει να σπάσουν. Για αυτό, χρειάζεται ενέργεια και αυτή η ενέργεια είναι γνωστή ως η λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης. Για το νερό, αυτή η αλλαγή φάσης συμβαίνει στους 100 oC (σημείο βρασμού του νερού). Ωστόσο, όταν αυτή η αλλαγή φάσης συμβαίνει σε αυτή τη θερμοκρασία, η θερμική ενέργεια απορροφάται από τα μόρια του νερού για να σπάσει τους δεσμούς, αλλά δεν θα αυξήσει περισσότερο τη θερμοκρασία.
Ειδική λανθάνουσα θερμότητα σημαίνει, η ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την πλήρη μετατροπή μιας φάσης σε άλλη φάση μιας μονάδας μάζας μιας ουσίας.
Ειδική Θερμότητα
Η θερμοχωρητικότητα εξαρτάται από την ποσότητα της ουσίας. Ειδική θερμότητα ή ειδική θερμοχωρητικότητα (ες) είναι η θερμοχωρητικότητα που είναι ανεξάρτητη από την ποσότητα των ουσιών. Μπορεί να οριστεί ως «η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου μιας ουσίας κατά έναν βαθμό Κελσίου (ή ένα Kelvin) σε σταθερή πίεση». Η μονάδα ειδικής θερμότητας είναι Jg-1oC-1 Η ειδική θερμότητα του νερού είναι πολύ υψηλή με την τιμή 4,186 Jg -1oC-1 Αυτό σημαίνει, να αυξήσετε τη θερμοκρασία κατά 1 oC 1 g νερού, 4,186 J θερμικής ενέργειας απατείται. Αυτή η υψηλή αξία συναντά για το ρόλο του νερού στη θερμική ρύθμιση. Για να βρείτε τη θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας από t1 σε t2 ορισμένης μάζας μιας ουσίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί η παρακάτω εξίσωση.
q=m x s x ∆t
q=απαιτούμενη θερμότητα
m=μάζα της ουσίας
∆t=t1-t2
Ωστόσο, η παραπάνω εξίσωση δεν ισχύει εάν η αντίδραση περιλαμβάνει αλλαγή φάσης. Για παράδειγμα, δεν ισχύει όταν το νερό πηγαίνει στην αέρια φάση (στο σημείο βρασμού) ή όταν το νερό παγώνει για να σχηματίσει πάγο (στο σημείο τήξης). Αυτό συμβαίνει επειδή η θερμότητα που προστίθεται ή αφαιρείται κατά τη διάρκεια της αλλαγής φάσης δεν αλλάζει τη θερμοκρασία.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ λανθάνουσας θερμότητας και ειδικής θερμότητας;
• Λανθάνουσα θερμότητα είναι η ενέργεια που απορροφάται ή απελευθερώνεται όταν μια ουσία υφίσταται αλλαγή φάσης. Η ειδική θερμότητα είναι η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου (ή ένα Kelvin) σε σταθερή πίεση.
• Η ειδική θερμότητα δεν ισχύει όταν μια ουσία υφίσταται αλλαγή φάσης.
• Η ειδική θερμότητα προκαλεί μεταβολή της θερμοκρασίας όπου στη λανθάνουσα θερμότητα δεν υπάρχει αλλαγή θερμοκρασίας.
