La chaleur latente, également appelée chaleur de transformation, est une quantité physique qui désigne la quantité de chaleur reçue ou donnée par un corps lorsque son état physique change.
Il est important de souligner que dans cette transformation la température reste la même, c'est-à-dire qu'elle ne prend pas en compte cette variation.
À titre d'exemple, nous pouvons penser à un glaçon qui fond. Lorsqu'elle commence à changer d'état physique (solide à liquide), la température de l'eau reste la même dans les deux états.
Formule
Pour calculer la chaleur latente, on utilise la formule :
Q = m. L
Où,
Q: quantité de chaleur (chaux ou J)
m: masse (g ou kg)
L: chaleur latente (cal/g ou J/Kg)
Dans le Système International (SI), la chaleur latente est exprimée en J/Kg (Joule par kilogramme). Mais il peut aussi être mesuré en cal/g (calorie par gramme).
Notez que la chaleur latente peut avoir des valeurs négatives ou positives. Ainsi, si la substance cède de la chaleur, sa valeur sera négative (processus exothermique). Cela se produit dans le solidification et liquéfaction.
En revanche, s'il reçoit de la chaleur, la valeur sera positive (processus endothermique). Cela se produit dans le La fusion et sur vaporisation.
Lire la suite: Réactions endothermiques et exothermiques.
La chaleur latente de vaporisation
Dans la chaleur latente, le changement d'état physique se produit. C'est-à-dire que la substance peut passer du solide au liquide, du liquide au gaz et vice versa.
Lorsque le changement est de phase liquide à phase gazeuse la chaleur latente est appelée chaleur de vaporisation (Lv).
Graphique de la variation de la température de l'eau et des changements d'état physique
La chaleur latente de vaporisation de l'eau est de 540 cal/g. C'est-à-dire qu'il faut 540 cal pour évaporer 1 g d'eau à 100 °C.
Dans ce cas, la quantité de chaleur requise (Q) est proportionnelle à la masse de la substance (m):
Q = Niv. m
Où,
Niv: constant
A lire aussi: États physiques de l'eau et Point de fusion et point d'ébullition.
Chaleur spécifique
O chaleur spécifique est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température de 1°C de 1g de l'élément. Chaque élément a une chaleur spécifique.
Il est calculé par la formule :
c = Q/m. Δθ ou alors c = C/m
Où,
ç: chaleur spécifique (cal/g°C ou J/Kg. K)
Q: quantité de chaleur (chaux ou J)
m: masse (g ou kg)
Δθ: variation de température (°C ou K)
Ç: capacité thermique (cal/°C ou J/K)
Noter: Contrairement à la chaleur latente, la chaleur spécifique considère la variation de température (température finale moins température de départ) qui se produit dans le corps.
Chaleur sensible
En plus de la chaleur spécifique, la chaleur sensible il provoque également des changements de température. C'est une quantité différente de la chaleur latente, car elle modifie la température et non le changement d'état.
Un exemple est lorsque nous chauffons une barre de métal. Le résultat sera observé par l'augmentation de la température du matériau, cependant, son état solide ne change pas.
Pour calculer la chaleur sensible, la formule suivante est utilisée :
Q = m. ç. Δθ
Q: quantité de chaleur sensible (chaux ou J)
m: masse corporelle (g ou kg)
ç: chaleur spécifique de la substance (cal/g°C ou J/Kg°C)
Δθ: variation de température (°C ou K)
A lire aussi :
- Chaleur et température
- Calorimétrie
- propagation de la chaleur
- Capacité thermique
Exercices d'examen d'entrée avec rétroaction
1. (Unifor-CE) Un glaçon de masse 100 g, initialement à une température de -20 °C, est chauffé jusqu'à ce qu'il devienne de l'eau à 40 °C (données: chaleur spécifique de la glace 0,50 cal/g °C; chaleur spécifique de l'eau 1,0 cal/g °C; chaleur de fusion de la glace 80 cal/g). Les quantités de chaleur sensible et de chaleur latente échangées dans cette transformation, en calories, étaient respectivement :
a) 8 000 et 5 000
b) 5 000 et 8 000
c) 5 000 et 5 000
d) 4 000 et 8 000
e) 1 000 et 4 000
Variante b) 5 000 et 8 000
2. (UNIP-SP) La chaleur spécifique latente de la fonte de la glace est de 80 cal/g. Pour faire fondre une masse de 80g de glace, sans variation de température, la quantité de chaleur latente nécessaire est de :
a) 1,0 cal
b) 6,4 cal
c) 1,0 kcal
d) 64 kcal
e) 6.4. 103cal
Variante e) 6.4. 103cal
3. (FUVEST) Utiliser de l'eau à 80°C et de la glace à 0°C. On souhaite obtenir 100 grammes d'eau à une température de 40°C (après équilibre), en mélangeant de l'eau et de la glace dans un récipient isolant de capacité calorifique négligeable. On sait que la chaleur spécifique latente de la fonte de la glace est de 80 cal/g et la chaleur spécifique sensible de l'eau est de 1,0 cal/g°C. La masse de glace à utiliser est :
a) 5,0 g
b) 12,5 g
c) 25g
d) 33g
e) 50g
Alternative c) 25g
