Latent varme energi absorberet eller frigivet af et stof under en ændring i dets fysiske tilstand (fase), der sker uden at ændre dets temperatur . Den latente varme forbundet med smeltning af et fast stof eller frysning af en væske kaldes fusionsvarme ; der er forbundet med fordampning af en væske eller et fast stof eller kondensering af en damp kaldes fordampningsvarme . Den latente varme udtrykkes normalt som mængden af varme (i enheder af joules eller kalorier mol / enhedsmasse af stoffet, der gennemgår en tilstandsændring.
smeltende isterninger Isterninger, der smelter, når temperaturen stiger. Under smeltning absorberer isen latent varme, som bruges til at ændre vandets tilstand fra is til flydende vand. Mens isen absorberer latent varme, ændres dens temperatur ikke. T.Tulic / Fotolia
For eksempel når en gryde med vand holdes kogende, forbliver temperaturen ved 100 ° C (212 ° F), indtil den sidste dråbe fordamper, fordi al den varme, der tilsættes væsken, absorberes som latent fordampningsvarme og føres bort af de undslippende dampmolekyler. Tilsvarende forbliver den ved 0 ° C (32 ° F), mens det flydende vand, der dannes med den latente fusionsvarme, også er ved 0 ° C, mens isen smelter. Fusionsvarmen til vand ved 0 ° C er ca. 334 joule (79,7 kalorier) pr. Gram, og fordampningsvarmen ved 100 ° C er ca. 2.230 joule (533 kalorier) pr. Gram. Fordi fordampningsvarmen er så stor, damp bærer meget af termisk energi der frigøres, når det kondenserer, hvilket gør vand til en fremragende arbejdsfluid til varmemotorer.
Latent varme opstår fra det arbejde, der kræves for at overvinde de kræfter, der holder atomer eller molekyler sammen i et materiale. Den regelmæssige struktur af en krystallinsk fast stof opretholdes af tiltrækningskræfter blandt dets individuelle atomer, som svinger lidt om deres gennemsnitlige positioner i krystalgitteret. Efterhånden som temperaturen stiger, bliver disse bevægelser mere og mere voldsomme, indtil de attraktive kræfter ved smeltepunktet ikke længere er tilstrækkelige til at opretholde stabiliteten af krystalgitteret. Der skal dog tilsættes yderligere varme (den latente fusionsvarme) (ved konstant temperatur) for at opnå overgangen til den endnu mere uordnede flydende tilstand, hvor de enkelte partikler ikke længere holdes i faste gitterpositioner, men er frie at bevæge sig gennem væsken. En væske adskiller sig fra en gas ved, at tiltrækningskræfterne mellem partiklerne stadig er tilstrækkelige til at opretholde en lang rækkefølge, der giver væsken en grad af samhørighed. Efterhånden som temperaturen stiger yderligere, opnås et andet overgangspunkt (kogepunktet), hvor rækkevidden for lang rækkevidde bliver ustabil i forhold til partiklernes stort set uafhængige bevægelser i det meget større volumen optaget af en damp eller gas. Endnu en gang skal der tilsættes yderligere varme (den latente fordampningsvarme) for at bryde væskens langtrækkende rækkefølge og udføre overgangen til den stort set uordnede gasformige tilstand.
Latent varme er forbundet med andre processer end ændringer mellem faste, flydende og dampfaser i et enkelt stof. Mange faste stoffer findes i forskellige krystallinske modifikationer, og overgange mellem disse involverer generelt absorption eller udvikling af latent varme. Processen med at opløse et stof i et andet involverer ofte varme; hvis den opløsning processen er en strengt fysisk ændring, varmen er en latent varme. Nogle gange ledsages processen imidlertid af en kemisk ændring, og en del af varmen er den, der er forbundet med den kemiske reaktion. Se også smelter.
