Λανθάνουσα θερμότητα έναντι αισθητής θερμότητας
Όταν η ενέργεια ενός συστήματος αλλάζει λόγω διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντός του, λέμε ότι η ενέργεια έχει μεταφερθεί ως θερμότητα (q). Η μεταφορά θερμότητας πραγματοποιείται από υψηλή θερμοκρασία σε χαμηλή θερμοκρασία, η οποία είναι σύμφωνα με μια διαβάθμιση θερμοκρασίας.
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. Αλλαγή φάσης σημαίνει ένα στερεό που πηγαίνει στην αέρια φάση ή ένα υγρό που πηγαίνει σε μια στερεή φάση ή αντίστροφα. Είναι μια αυθόρμητη μετατροπή και συμβαίνει σε μια χαρακτηριστική θερμοκρασία για μια δεδομένη πίεση. Έτσι οι δύο μορφές λανθάνουσας θερμότητας είναι η λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης και η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης. Η λανθάνουσα θερμότητα της σύντηξης λαμβάνει χώρα κατά την τήξη ή την κατάψυξη. 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, σε 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 των μορίων του νερού σε κατάσταση ατμού και υγρής κατάστασης. Αλλά, όταν θερμαίνεται 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°C (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 σπάσουν οι δεσμοί, αλλά δεν θα αυξήσει περισσότερο τη θερμοκρασία.
Ειδική λανθάνουσα θερμότητα σημαίνει την ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την πλήρη μετατροπή μιας φάσης σε άλλη φάση μιας μονάδας μάζας μιας ουσίας.
Αισθητή θερμότητα
Η αισθητή θερμότητα είναι μια μορφή μεταφοράς ενέργειας κατά τη διάρκεια μιας θερμοδυναμικής αντίδρασης, η οποία προκαλεί αλλαγή της θερμοκρασίας. Η αισθητή θερμότητα μιας ουσίας μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο.
Q=mc∆T
Q=αισθητή θερμότητα
M=μάζα της ουσίας
C=ειδική θερμοχωρητικότητα
∆T=αλλαγή θερμοκρασίας που προκαλείται από τη θερμική ενέργεια
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ λανθάνουσας θερμότητας και αισθητής θερμότητας;
• Η λανθάνουσα θερμότητα δεν επηρεάζει τη θερμοκρασία μιας ουσίας, ενώ η αισθητή θερμότητα επηρεάζει τη θερμοκρασία και την κάνει να αυξάνεται ή να μειώνεται.
• Η λανθάνουσα θερμότητα απορροφάται ή απελευθερώνεται σε μια αλλαγή φάσης. Αισθητή θερμότητα είναι η θερμότητα που απελευθερώνεται ή απορροφάται κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε θερμοδυναμικής διαδικασίας εκτός από τις αλλαγές φάσης.
• Για παράδειγμα, κατά τη θέρμανση του νερού στους 25°C έως 100°C, η παρεχόμενη ενέργεια προκάλεσε αύξηση της θερμοκρασίας. Επομένως, αυτή η θερμότητα ονομάζεται αισθητή θερμότητα. Αλλά όταν το νερό στους 100°C εξατμίζεται, δεν προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας. Η θερμότητα που απορροφάται αυτή τη στιγμή ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα.
