Latentais siltums pret īpatnējo siltumu
Latentais karstums
Kad vielā notiek fāzes maiņa, enerģija tiek absorbēta vai atbrīvota kā siltums. Latentais siltums ir siltums, kas tiek absorbēts vai atbrīvots no vielas fāzes maiņas laikā. Šīs siltuma izmaiņas neizraisa temperatūras izmaiņas, jo tās tiek absorbētas vai atbrīvotas. Divas latentā siltuma formas ir latentais saplūšanas siltums un latentais iztvaikošanas siltums. Slēptais saplūšanas siltums notiek kušanas vai sasalšanas laikā, un latentais iztvaikošanas siltums notiek vārīšanās vai kondensācijas laikā. Fāzes maiņa atbrīvo siltumu (eksotermisku), pārvēršot gāzi šķidrumā vai šķidrumu cietā stāvoklī. Fāzes maiņa absorbē enerģiju/siltumu (endotermiski), pārejot no cietas uz šķidrumu vai no šķidruma uz gāzi. Piemēram, tvaika stāvoklī ūdens molekulas ir ļoti enerģiskas, un nav starpmolekulāro pievilkšanās spēku. Viņi pārvietojas kā atsevišķas ūdens molekulas. Salīdzinot ar to, šķidrā stāvokļa ūdens molekulām ir zema enerģija. Tomēr dažas ūdens molekulas spēj izkļūt tvaika stāvoklī, ja tām ir augsta kinētiskā enerģija. Normālā temperatūrā būs līdzsvars starp ūdens molekulu tvaika stāvokli un šķidruma stāvokli. Sildot, viršanas temperatūrā lielākā daļa ūdens molekulu tiks izlaista tvaika stāvoklī. Tātad, kad ūdens molekulas iztvaiko, ūdeņraža saites starp ūdens molekulām ir jāpārtrauc. Šim nolūkam ir nepieciešama enerģija, un šī enerģija ir pazīstama kā latentais iztvaikošanas siltums. Ūdenim šī fāzes maiņa notiek pie 100 oC (ūdens viršanas temperatūras). Tomēr, kad šī fāzes maiņa notiek šajā temperatūrā, ūdens molekulas absorbē siltumenerģiju, lai pārtrauktu saites, bet tas nepaaugstinās temperatūru vairāk.
Īpašs latentais siltums ir siltumenerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai fāzi pilnībā pārvērstu citā vielas masas vienības fāzē.
Īpašais karstums
Siltuma jauda ir atkarīga no vielas daudzuma. Īpatnējā siltumietilpība vai īpatnējā siltumietilpība (-es) ir siltuma jauda, kas nav atkarīga no vielu daudzuma. To var definēt kā "siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai paaugstinātu viena grama vielas temperatūru par vienu grādu pēc Celsija (vai vienu Kelvinu) pie nemainīga spiediena." Īpatnējā siltuma mērvienība ir Jg-1oC-1 Ūdens īpatnējais siltums ir ļoti augsts ar vērtību 4,186 Jg -1oC-1 Tas nozīmē, lai paaugstinātu temperatūru par 1 oC no 1 g ūdens, 4,186 J siltumenerģijas ir vajadzīgs. Šī augstā vērtība ir saistīta ar ūdens lomu siltuma regulēšanā. Lai noteiktu siltumu, kas nepieciešams, lai paaugstinātu temperatūru no t1 līdz t2 noteiktai vielas masai, var izmantot šādu vienādojumu.
q=m x s x ∆t
q=nepieciešamais siltums
m=vielas masa
∆t=t1-t2
Tomēr iepriekš minētais vienādojums nav piemērojams, ja reakcija ietver fāzes izmaiņas. Piemēram, to nepiemēro, kad ūdens pāriet uz gāzes fāzi (viršanas temperatūrā) vai kad ūdens sasalst, veidojot ledu (kušanas temperatūrā). Tas ir tāpēc, ka fāzes maiņas laikā pievienotais vai noņemtais siltums nemaina temperatūru.
Kāda ir atšķirība starp latento siltumu un īpatnējo siltumu?
• Latentais siltums ir absorbētā vai atbrīvotā enerģija, kad vielā notiek fāzes maiņa. Īpatnējais siltums ir siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai paaugstinātu viena grama vielas temperatūru par vienu grādu pēc Celsija (vai vienu Kelvinu) pie nemainīga spiediena.
• Īpatnējais siltums netiek piemērots, ja vielai notiek fāzes maiņa.
• Īpatnējais siltums izraisa temperatūras izmaiņas, ja latentā siltumā nav nekādas temperatūras izmaiņas.
