Latente warmte, ook wel transformatiewarmte genoemd, is een fysieke grootheid die de hoeveelheid warmte aangeeft die door een lichaam wordt ontvangen of weggegeven als zijn fysieke toestand verandert.
Het is belangrijk om te benadrukken dat bij deze transformatie de temperatuur hetzelfde blijft, dat wil zeggen dat deze variatie niet in aanmerking wordt genomen.
Als voorbeeld kunnen we denken aan een ijsblokje dat aan het smelten is. Wanneer het zijn fysieke toestand begint te veranderen (van vast naar vloeibaar), blijft de watertemperatuur in beide toestanden hetzelfde.
Formule
Om de latente warmte te berekenen wordt de formule gebruikt:
Q = m. L
Waar,
Vraag: hoeveelheid warmte (limoen of J)
m: massa (g of kg)
L: latente warmte (cal/g of J/Kg)
In het International System (SI) wordt latente warmte weergegeven in J/Kg (Joule per kilogram). Maar het kan ook worden gemeten in cal/g (calorie per gram).
Merk op dat latente warmte negatieve of positieve waarden kan hebben. Dus als de stof warmte afgeeft, zal de waarde negatief zijn (exotherm proces). Dit gebeurt in de stolling en vloeibaar maken.
Aan de andere kant, als het warmte ontvangt, zal de waarde positief zijn (endotherm proces). Dit gebeurt in de Fusie en verder verdamping.
Lees verder: Endotherme en exotherme reacties.
Latente warmte van verdamping
Bij latente warmte treedt de verandering van de fysieke toestand op. Dat wil zeggen, de stof kan veranderen van vast naar vloeibaar, van vloeibaar naar gas en vice versa.
Wanneer de wijziging is van vloeibare fase naar gasfase latente warmte wordt verdampingswarmte (Lv) genoemd.
Grafiek van variatie in watertemperatuur en veranderingen in fysieke toestand
De latente verdampingswarmte van water is 540 cal/g. Dat wil zeggen, er is 540 cal nodig om 1 g water bij 100 °C te verdampen.
In dit geval is de benodigde hoeveelheid warmte (Q) evenredig met de massa van de stof (m):
Q = Lv. m
Waar,
Lv: constant
Lees ook: Fysische toestanden van water en Smeltpunt en kookpunt.
Specifieke hitte
O specifieke hitte is de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur met 1°C van 1 g van het element te verhogen. Elk element heeft een specifieke warmte.
Het wordt berekend met de formule:
c = Q/m. Δθ of c = C/m
Waar,
ç: soortelijke warmte (cal/g°C of J/Kg. K)
Vraag: hoeveelheid warmte (limoen of J)
m: massa (g of kg)
Δθ: temperatuurvariatie (°C of K)
Ç: thermische capaciteit (cal/°C of J/K)
Opmerking: In tegenstelling tot latente warmte houdt soortelijke warmte rekening met de temperatuurvariatie (eindtemperatuur minus starttemperatuur) die in het lichaam optreedt.
Gevoelige warmte
Naast de soortelijke warmte, voelbare warmte het veroorzaakt ook veranderingen in temperatuur. Het is een andere hoeveelheid dan latente warmte, omdat het de temperatuur wijzigt en niet de toestandsverandering.
Een voorbeeld is wanneer we een metalen staaf verwarmen. Het resultaat zal worden waargenomen door de toename van de temperatuur van het materiaal, maar de vaste toestand ervan verandert niet.
Om de voelbare warmte te berekenen wordt de volgende formule gebruikt:
Q = m. ç. Δθ
Vraag: hoeveelheid voelbare warmte (limoen of J)
m: lichaamsgewicht (g of kg)
ç: soortelijke warmte van de stof (cal/g°C of J/Kg°C)
Δθ: temperatuurvariatie (°C of K)
Lees ook:
- Warmte en temperatuur
- Calorimetrie
- warmte verspreiding
- thermische capaciteit:
Toelatingsexamen Oefeningen met feedback
1. (Unifor-CE) Een ijsblokje met een massa van 100 g, aanvankelijk bij een temperatuur van -20 °C, wordt verwarmd tot het water wordt van 40 °C (gegevens: soortelijke warmte van ijs 0,50 cal/g °C; soortelijke warmte van water 1,0 cal/g °C; smeltwarmte van ijs 80 cal/g). De hoeveelheden voelbare warmte en latente warmte uitgewisseld in deze transformatie, in calorieën, waren respectievelijk:
a) 8.000 en 5.000
b) 5.000 en 8.000
c) 5.000 en 5.000
d) 4.000 en 8.000
e) 1.000 en 4.000
Alternatief b) 5.000 en 8.000
2. (UNIP-SP) De latente soortelijke warmte van smeltend ijs is 80 cal/g. Om een ijsmassa van 80 g te smelten, zonder temperatuurschommelingen, is de hoeveelheid latente warmte die nodig is:
a) 1,0 cal
b) 6.4 cal
c) 1,0 kcal
d) 64 kcal
e) 6.4. 103cal
Alternatief e) 6.4. 103cal
3. (FUVEST) Gebruik water van 80°C en ijs van 0°C. Het is gewenst om 100 gram water te verkrijgen met een temperatuur van 40°C (na evenwicht), waarbij water en ijs worden gemengd in een isolerende container met verwaarloosbare warmtecapaciteit. Het is bekend dat de latente soortelijke warmte van smeltend ijs 80 cal/g is en de voelbare soortelijke warmte van water 1,0 cal/g°C is. De te gebruiken ijsmassa is:
een) 5.0g
b) 12,5 g
c) 25g
d) 33g
e) 50g
Alternatief c) 25g