Qu'est-ce que la chaleur latente? Définition et exemples

Chaleur latente spécifique (L) est défini comme le montant de l'énérgie thermique (chaleur, Q) qui est absorbé ou libéré lorsqu'un corps subit un processus à température constante. L'équation pour la chaleur latente spécifique est:

L = Q / m

où:

• L est la chaleur latente spécifique
• Q est la chaleur absorbée ou libérée
• m est le Masse d'une substance

Les types de processus à température constante les plus courants sont changements de phase, comme la fusion, la congélation, la vaporisation ou la condensation. L'énergie est considérée comme "latente" car elle est essentiellement cachée dans les molécules jusqu'à ce que le changement de phase se produise. Il est "spécifique" car il s'exprime en termes d'énergie par unité de masse. Les unités de chaleur latente les plus courantes sont joules par gramme (J / g) et kilojoules par kilogramme (kJ / kg).

La chaleur latente spécifique est un propriété intensive de la matière. Sa valeur ne dépend pas de la taille de l'échantillon ou de l'endroit où une substance est prélevée.

Le chimiste britannique Joseph Black a introduit le concept de chaleur latente quelque part entre les années 1750 et 1762. Les fabricants de whisky écossais avaient engagé Black pour déterminer le meilleur mélange de carburant et d'eau pour distillation et d'étudier les changements de volume et de pression à température constante. Noir appliqué calorimétrie pour son étude et enregistré les valeurs de chaleur latente.

Le physicien anglais James Prescott Joule a décrit la chaleur latente comme forme d'énergie potentielle. Joule croyait que l'énergie dépendait de la configuration spécifique des particules dans une substance. En fait, c'est l'orientation des atomes au sein d'une molécule, leur liaison chimique et leur polarité qui affectent la chaleur latente.

La chaleur latente et la chaleur sensible sont deux types de transfert de chaleur entre un objet et son environnement. Des tableaux sont compilés pour la chaleur latente de fusion et la chaleur latente de vaporisation. La chaleur sensible, à son tour, dépend de la composition d'un corps.

• Chaleur latente de fusion: Latent température de fusion est la chaleur absorbée ou libérée lorsque la matière fond, passant de solide à liquide à une température constante.
• La chaleur latente de vaporisation: La chaleur latente de vaporisation est la chaleur absorbée ou libérée lorsque la matière se vaporise, passant de la phase liquide à la phase gazeuse à température constante.
• Chaleur sensible: Bien que la chaleur sensible soit souvent appelée chaleur latente, ce n'est pas une situation à température constante, ni un changement de phase. La chaleur sensible reflète le transfert de chaleur entre la matière et son environnement. C'est la chaleur qui peut être "ressentie" comme un changement de température d'un objet.

Il s'agit d'un tableau de chaleur latente spécifique (SLH) de fusion et de vaporisation pour les matériaux courants. Notez les valeurs extrêmement élevées pour l'ammoniac et l'eau par rapport à celles des molécules non polaires.

Alors que la chaleur latente de fusion et de vaporisation est utilisée en physique et en chimie, les météorologues considèrent également la chaleur sensible. Lorsque la chaleur latente est absorbée ou libérée, elle produit une instabilité dans l'atmosphère, potentiellement à l'origine de conditions météorologiques extrêmes. Le changement de chaleur latente modifie la température des objets lorsqu'ils entrent en contact avec de l'air plus chaud ou plus froid. La chaleur latente et sensible provoque le déplacement de l'air, produisant du vent et un mouvement vertical des masses d'air.

La vie quotidienne est remplie d'exemples de chaleur latente et sensible:

• L'eau bouillante sur un poêle se produit lorsque l'énergie thermique de l'élément chauffant est transférée dans la marmite et à son tour dans l'eau. Quand suffisamment d'énergie est fournie, l'eau liquide se dilate pour former de la vapeur d'eau et l'eau bout. Une énorme quantité d'énergie est libérée lorsque l'eau bout. Parce que l'eau a une chaleur de vaporisation si élevée, il est facile de se brûler avec de la vapeur.
• De même, une énergie considérable doit être absorbée pour convertir l'eau liquide en glace dans un congélateur. Le congélateur retire l'énergie thermique, permettant à la transition de phase de se produire. L'eau a une chaleur latente de fusion élevée, donc la transformation de l'eau en glace nécessite l'élimination de plus d'énergie que la congélation de l'oxygène liquide en oxygène solide, par gramme unitaire.
• La chaleur latente provoque l'intensification des ouragans. L'air se réchauffe lorsqu'il traverse l'eau chaude et capte la vapeur d'eau. Lorsque la vapeur se condense pour former des nuages, la chaleur latente est libérée dans l'atmosphère. Cette chaleur supplémentaire réchauffe l'air, produisant une instabilité et aidant les nuages ​​à monter et la tempête à s'intensifier.
• Une chaleur sensible est libérée lorsque le sol absorbe l'énergie du soleil et se réchauffe.
• Le refroidissement par la transpiration est affecté par la chaleur latente et sensible. En cas de brise, le refroidissement par évaporation est très efficace. La chaleur est dissipée du corps en raison de la chaleur latente élevée de vaporisation de l'eau. Cependant, il est beaucoup plus difficile de se refroidir dans un endroit ensoleillé que dans un endroit ombragé car la chaleur sensible de la lumière solaire absorbée entre en compétition avec l'effet de l'évaporation.

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