Latente Wärme, auch Transformationswärme genannt, ist eine physikalische Größe, die die Wärmemenge bezeichnet, die ein Körper bei Änderung seines physikalischen Zustands aufnimmt oder abgibt.
Es ist wichtig hervorzuheben, dass bei dieser Transformation die Temperatur gleich bleibt, dh diese Variation wird nicht berücksichtigt.
Als Beispiel können wir uns einen schmelzenden Eiswürfel vorstellen. Wenn es beginnt, seinen physikalischen Zustand (fest zu flüssig) zu ändern, bleibt die Wassertemperatur in beiden Zuständen gleich.
Formel
Um die latente Wärme zu berechnen, wird die Formel verwendet:
Q = m. L
Wo,
Q: Wärmemenge (Kalk oder J)
ich: Masse (g oder kg)
L: latente Wärme (cal/g oder J/Kg)
Im Internationalen System (SI) wird die latente Wärme in J/Kg (Joule pro Kilogramm) angegeben. Es kann aber auch in cal/g (Kalorien pro Gramm) gemessen werden.
Beachten Sie, dass latente Wärme negative oder positive Werte haben kann. Wenn der Stoff also Wärme abgibt, ist sein Wert negativ (exothermer Prozess). Dies geschieht in der Erstarrung und Verflüssigung.
Wenn es hingegen Wärme empfängt, ist der Wert positiv (endothermer Prozess). Dies geschieht in der Verschmelzung und weiter Verdampfung.
Weiterlesen: Endotherme und exotherme Reaktionen.
Latente Verdampfungswärme
Bei latenter Wärme tritt die Änderung des physikalischen Zustands auf. Das heißt, der Stoff kann von fest zu flüssig, von flüssig zu gasförmig und umgekehrt wechseln.
Wenn die Änderung von Flüssigphase zu Gasphase latente Wärme wird Verdampfungswärme (Lv) genannt.
Diagramm der Wassertemperaturänderung und physikalischer Zustandsänderungen
Die latente Verdampfungswärme von Wasser beträgt 540 cal/g. Das heißt, 540 cal werden benötigt, um 1 g Wasser bei 100 °C zu verdampfen.
In diesem Fall ist die benötigte Wärmemenge (Q) proportional zur Masse des Stoffes (m):
Q = Lv. ich
Wo,
Lv: konstant
Lesen Sie auch: Physikalische Zustände von Wasser und Schmelzpunkt und Siedepunkt.
Spezifische Wärme
Ö spezifische Wärme ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 g des Elements um 1 °C zu erhöhen. Jedes Element hat eine spezifische Wärme.
Es wird nach der Formel berechnet:
c = Q/m. Δθ oder c = C/m
Wo,
ç: spezifische Wärme (cal/g°C oder J/Kg. K)
Q: Wärmemenge (Kalk oder J)
ich: Masse (g oder kg)
Δθ: Temperaturschwankung (°C oder K)
Ç: Wärmekapazität (cal/°C oder J/K)
Hinweis: Im Gegensatz zur latenten Wärme berücksichtigt die spezifische Wärme die im Körper auftretende Temperaturschwankung (Endtemperatur minus Starttemperatur).
Empfindliche Hitze
Neben der spezifischen Wärme ist die spürbare Hitze es verursacht auch Temperaturänderungen. Es ist eine andere Größe als latente Wärme, da sie die Temperatur und nicht die Zustandsänderung ändert.
Ein Beispiel ist, wenn wir einen Metallstab erhitzen. Das Ergebnis wird durch die Erhöhung der Temperatur des Materials beobachtet, jedoch ändert sich sein fester Zustand nicht.
Zur Berechnung der sensiblen Wärme wird folgende Formel verwendet:
Q = m. ç. Δθ
Q: fühlbare Wärmemenge (Kalk oder J)
ich: Körpermasse (g oder kg)
ç: spezifische Wärme des Stoffes (cal/g°C oder J/Kg°C)
Δθ: Temperaturschwankung (°C oder K)
Lesen Sie auch:
- Hitze und Temperatur
- Kalorimetrie
- Wärmeausbreitung
- Wärmekapazität
Aufnahmeprüfungsübungen mit Feedback
1. (Unifor-CE) Ein Eiswürfel der Masse 100 g, zunächst mit einer Temperatur von -20 °C, wird erhitzt, bis er bei 40 °C zu Wasser wird (Angaben: spezifische Wärme des Eises 0,50 cal/g °C; spezifische Wärme des Wassers 1,0 cal/g °C; Schmelzwärme von Eis 80 cal/g). Die bei dieser Umwandlung ausgetauschten Mengen an sensibler und latenter Wärme in Kalorien waren:
a) 8.000 und 5.000
b) 5.000 und 8.000
c) 5.000 und 5.000
d) 4.000 und 8.000
e) 1.000 und 4.000
Alternative b) 5.000 und 8.000
2. (UNIP-SP) Die latente spezifische Wärme von schmelzendem Eis beträgt 80 cal/g. Um eine 80 g Eismasse ohne Temperaturschwankungen zu schmelzen, ist die Menge an latenter Wärme erforderlich:
a) 1,0 cal
b) 6,4 cal
c) 1,0 kcal
d) 64 kcal
e) 6.4. 103cal
Alternative e) 6.4. 103cal
3. (FUVEST) Verwenden Sie Wasser bei 80°C und Eis bei 0°C. Es ist erwünscht, 100 Gramm Wasser mit einer Temperatur von 40 °C (nach dem Gleichgewicht) zu erhalten, indem Wasser und Eis in einem isolierenden Behälter mit vernachlässigbarer Wärmekapazität gemischt werden. Es ist bekannt, dass die latente spezifische Wärme von schmelzendem Eis 80 cal/g beträgt und die fühlbare spezifische Wärme von Wasser 1,0 cal/g°C beträgt. Die zu verwendende Eismasse ist:
a) 5.0g
b) 12,5 g
c) 25g
d) 33g
e) 50g
Alternative c) 25g
