Latens hő vs fajhő
Latent Heat
Amikor egy anyag fázisváltozáson megy keresztül, az energia elnyelődik vagy hőként szabadul fel. A látens hő az a hő, amely a fázisváltozás során felszívódik vagy felszabadul egy anyagból. Ezek a hőváltozások nem okoznak hőmérsékletváltozást, mivel felszívódnak vagy felszabadulnak. A látens hő két formája a látens olvadási hő és a párolgási hő. A látens olvadáshő olvadáskor vagy fagyáskor, a párolgási hő pedig forralás vagy kondenzáció során megy végbe. A fázisváltozás hőt bocsát ki (exoterm), amikor a gázt folyékony vagy folyékony szilárd anyaggá alakítja. A fázisváltozás energiát/hőt nyel el (endoterm), amikor szilárdból folyékonyba vagy folyékonyból gázzá válik. Például gőzállapotban a vízmolekulák nagy energiájúak, és nincsenek intermolekuláris vonzási erők. Egyetlen vízmolekulaként mozognak. Ehhez képest a folyékony halmazállapotú vízmolekulák alacsony energiájúak. Egyes vízmolekulák azonban képesek gőzállapotba szökni, ha nagy a kinetikus energiájuk. Normál hőmérsékleten egyensúly lesz a vízmolekulák gőzállapota és folyékony halmazállapota között. Melegítéskor a forrásponton a vízmolekulák nagy része gőzállapotba kerül. Tehát amikor a vízmolekulák elpárolognak, a vízmolekulák közötti hidrogénkötéseknek meg kell szakadniuk. Ehhez energiára van szükség, és ezt az energiát látens párolgási hőnek nevezik. Víz esetében ez a fázisváltozás 100 oC-on (a víz forráspontja) következik be. Amikor azonban ez a fázisváltozás ezen a hőmérsékleten történik, a hőenergiát a vízmolekulák elnyelik, hogy megszakítsák a kötéseket, de ez nem növeli tovább a hőmérsékletet.
Fajlagos látens hő azt a hőenergia mennyiségét jelenti, amely egy fázis teljes átalakulásához az anyag egységnyi tömegének másik fázisává.
Speciális hő
A hőkapacitás az anyag mennyiségétől függ. A fajhő vagy fajlagos hőkapacitás(ok) az a hőkapacitás, amely független az anyagok mennyiségétől. Úgy definiálható, mint "az a hőmennyiség, amely egy gramm anyag hőmérsékletének egy Celsius-fokkal (vagy egy Kelvinnel) emeléséhez szükséges állandó nyomáson." A fajhő mértékegysége Jg-1oC-1 A víz fajhője nagyon magas, 4,186 Jg -1oC-1 Ez azt jelenti, hogy 1 g víz hőmérsékletét 1 oC-kal növeljük, 4,186 J hőenergiával. szükség van rá. Ez a nagy érték találkozik a víz hőszabályozásban betöltött szerepével. Egy adott tömegű anyag hőmérsékletének t1-ról t2-ra történő növeléséhez szükséges hő meghatározásához a következő egyenlet használható.
q=m x s x ∆t
q=szükséges fűtés
m=az anyag tömege
∆t=t1-t2
A fenti egyenlet azonban nem érvényes, ha a reakció fázisváltozással jár. Például nem alkalmazható, amikor a víz gázfázisba megy (a forrásponton), vagy amikor a víz jéggé fagy (olvadásponton). Ennek az az oka, hogy a fázisváltás során hozzáadott vagy eltávolított hő nem változtatja meg a hőmérsékletet.
Mi a különbség a látens hő és a fajlagos hő között?
• A látens hő az elnyelt vagy felszabaduló energia, amikor egy anyag fázisváltozáson megy keresztül. A fajhő az a hőmennyiség, amely egy gramm anyag hőmérsékletének egy Celsius-fokkal (vagy egy Kelvinnel) történő emeléséhez szükséges állandó nyomáson.
• A fajhő nem érvényes, ha egy anyag fázisváltozáson megy keresztül.
• A fajlagos hő hőmérséklet-változást okoz, ahol a látens hőben nincs hőmérsékletváltozás.
