Specifinis latentinis karštis (L) yra apibrėžiamas kaip šiluminė energija (šiluma, Q), kuris absorbuojamas arba atpalaiduojamas, kai kūnas patiria pastovios temperatūros procesą. Specifinės latentinės šilumos lygtis yra:
L = Q / m
kur:
- L yra specifinė latentinė šiluma
- Q yra sugeriama arba išleista šiluma
- m yra mišios medžiagos
Dažniausiai pasitaiko nuolatinės temperatūros procesai fazių pokyčiai, pavyzdžiui, lydymasis, užšalimas, garinimas ar kondensacija. Energija laikoma „latentine“, nes ji iš esmės yra paslėpta molekulėse, kol įvyks fazės pokytis. Jis yra "specifinis", nes jis išreiškiamas energija masės vienetui. Labiausiai paplitę specifinės latentinės šilumos vienetai džauliai vienam gramui (J / g) ir kilodžauliams kilogramui (kJ / kg).
Specifinis latentinis karštis yra intensyvi materijos savybė. Jos vertė nepriklauso nuo mėginio dydžio ar to, iš kur mėginys imamas iš medžiagos.
Istorija
Britų chemikas Josephas Blackas pristatė latentinio karščio sąvoką kažkur nuo 1750 iki 1762 metų. Škotų viskio gamintojai pasamdė Juodąją, kad nustatytų geriausią kuro ir vandens mišinį
distiliavimas ir ištirti tūrio ir slėgio pokyčius esant pastoviai temperatūrai. Taikomas juodas kalorimetrija jo tyrimui ir užfiksuotos latentinės šilumos vertės.Anglų fizikas Jamesas Prescottas Joule'as latentinę šilumą apibūdino kaip: potencialios energijos forma. Džoulis manė, kad energija priklauso nuo konkrečios dalelių konfigūracijos medžiagoje. Tiesą sakant, latentinę šilumą veikia atomų orientacija molekulėje, jų cheminis ryšys ir poliškumas.
Latentinio šilumos perdavimo tipai
Latentinė ir jautri šiluma yra dvi šilumos perdavimo tarp objekto ir jo aplinkos rūšys. Lentelės sudaromos latentinei sintezės šilumai ir latentinei garinimo šilumai. Jautri šiluma, savo ruožtu, priklauso nuo kūno sudėjimo.
- Latentinė lydymosi šiluma: Latentas sintezės šiluma yra šiluma, sugeriama arba išleidžiama, kai medžiaga ištirpsta, kintama fazė iš kietos į skystą pastovios temperatūros metu.
- Latentinis garinimo karštis: Latentinė garinimo šiluma yra šiluma, sugeriama arba išleidžiama, kai medžiaga išgaruoja, keičiant fazę iš skysčio į dujų fazę esant pastoviai temperatūrai.
- Jautrus karštis: Nors protingas karštis dažnai vadinamas latentiniu karščiu, tai nėra nuolatinės temperatūros padėtis ir fazės pokyčiai. Jautri šiluma atspindi šilumos perdavimą tarp materijos ir jos apylinkių. Tai šiluma, kurią galima „pajausti“ kaip objekto temperatūros pokyčius.
Specifinių latentinės šilumos verčių lentelė
Tai yra įprastų medžiagų specifinio latentinio lydymosi ir garinimo šilumos (SLH) lentelė. Atkreipkite dėmesį į ypač aukštas amoniako ir vandens vertes, palyginti su nepolinių molekulių vertėmis.
| Medžiaga | Lydymosi temperatūra (° C) | Virimo temperatūra (° C) | Suliejimo SLH kJ / kg |
Garinimo SLH kJ / kg |
| Amoniakas | −77.74 | −33.34 | 332.17 | 1369 |
| Anglies dvideginis | −78 | −57 | 184 | 574 |
| Etilo alkoholis | −114 | 78.3 | 108 | 855 |
| Vandenilis | −259 | −253 | 58 | 455 |
| Vadovauti | 327.5 | 1750 | 23.0 | 871 |
| Azotas | −210 | −196 | 25.7 | 200 |
| Deguonis | −219 | −183 | 13.9 | 213 |
| Šaltnešis R134A | −101 | −26.6 | — | 215.9 |
| Toluenas | −93 | 110.6 | 72.1 | 351 |
| Vanduo | 0 | 100 | 334 | 2264.705 |
Jautri šiluma ir meteorologija
Nors fizikoje ir chemijoje naudojami latentiniai suliejimo ir garinimo šilumai, meteorologai taip pat mano, kad šiluma yra jautri. Kai latentinė šiluma yra absorbuojama ar išleidžiama, ji sukuria atmosferos nestabilumą ir gali sukelti atšiaurius orus. Latentinės šilumos pokyčiai keičia daiktų temperatūrą, nes jie liečiasi su šiltesniu ar vėsesniu oru. Dėl latentinės ir jautrios šilumos judėja oras, sukeldamas vėjo ir vertikalų oro masių judėjimą.
Latentinės ir jautrios šilumos pavyzdžiai
Kasdienis gyvenimas užpildytas latentinio ir protingo karščio pavyzdžiais:
- Verdantis vanduo ant viryklės atsiranda tada, kai šiluminė energija iš kaitinimo elemento perduodama į puodą, o savo ruožtu - į vandenį. Kai tiekiama pakankamai energijos, skystas vanduo plečiasi, sudarydamas vandens garus ir vanduo verda. Kai vanduo verda, išsiskiria didžiulis energijos kiekis. Kadangi vanduo yra toks didelis, kad garuoja, garą lengva sudeginti.
- Panašiai reikia sugerti nemažą energiją, kad skystas vanduo virstų ledu šaldiklyje. Šaldiklis pašalina šiluminę energiją, sudarydamas sąlygas pereiti fazėms. Vandenyje vyrauja latentinė sintezės šiluma, todėl norint paversti vandenį ledu reikia daugiau energijos nei užšaldant skystą deguonį kietu deguonimi, už gramo vienetą.
- Dėl paslėpto karščio sustiprėja uraganai. Oras įkaista, kai kerta šiltą vandenį ir surenka vandens garus. Kai garai kondensuojasi ir susidaro debesys, į atmosferą patenka latentinė šiluma. Ši papildoma šiluma sušildo orą, sukurdama nestabilumą ir padedama debesims pakilti, o audra sustiprėti.
- Jautri šiluma išsiskiria, kai dirva sugeria saulės spindulių energiją ir sušyla.
- Aušinimą prakaitu veikia latentinis ir jautrus karštis. Kai yra vėjas, garų aušinimas yra labai efektyvus. Šiluma išsiskiria iš kūno dėl didelio latentinio vandens garinimo karščio. Tačiau atvėsti saulėtoje vietoje yra daug sunkiau nei šešėlinėje, nes jautri šilumos sugeriama saulės šviesa konkuruoja su išgaravimo poveikiu.
Šaltiniai
- Bryanas, G.H. (1907 m.). Termodinamika. Įvadinis traktatas, kuriame daugiausia nagrinėjami pirmieji principai ir jų tiesioginis taikymas. B.G. Teubneris, Leipcigas.
- Clarkas, Johnas, O.E. (2004). Esminis mokslo žodynas. „Barnes & Noble Books“. ISBN 0-7607-4616-8.
- Maxwellas, J. C. (1872). Šilumos teorija, trečias leidimas. Longmansas, „Green and Co.“, Londonas, 73 puslapis.
- Perrot, Pierre (1998). Termodinamikos nuo A iki Z. „Oxford University Press“. ISBN 0-19-856552-6.