Latente Hitze , Energie, die von einem Stoff während einer Änderung seines physikalischen Zustands (Phase) aufgenommen oder abgegeben wird, die ohne Änderung seines Temperatur . Die latente Wärme, die mit dem Schmelzen eines Feststoffs oder dem Gefrieren einer Flüssigkeit verbunden ist, wird als bezeichnet Schmelzwärme ; das, was mit dem Verdampfen einer Flüssigkeit oder einem Feststoff oder dem Kondensieren eines Dampfes verbunden ist, wird als bezeichnet Verdampfungswärme . Die latente Wärme wird normalerweise als Menge an . ausgedrückt Hitze (in Einheiten von Joule oder Kalorien ) pro Mol oder Masseneinheit des Stoffes, der eine Zustandsänderung durchmacht.
schmelzende Eiswürfel Eiswürfel schmelzen mit steigender Temperatur. Beim Schmelzen nimmt das Eis latente Wärme auf, die verwendet wird, um den Zustand des Wassers von Eis in flüssiges Wasser zu ändern. Während das Eis latente Wärme aufnimmt, ändert sich seine Temperatur nicht. T.Tulic/Fotolia
Zum Beispiel, wenn ein Topf mit Wasser am Sieden gehalten wird, bleibt die Temperatur bei 100 °C (212 °F) bis der letzte Tropfen verdampft, da die gesamte der Flüssigkeit zugeführte Wärme als latente Verdampfungswärme aufgenommen und von den austretenden Dampfmolekülen abgeführt wird. Während Eis schmilzt, bleibt es bei 0 ° C (32 ° F), und das flüssige Wasser, das mit der latenten Schmelzwärme gebildet wird, hat ebenfalls eine Temperatur von 0 ° C. Die Schmelzwärme von Wasser bei 0 °C beträgt ungefähr 334 Joule (79,7 Kalorien) pro Gramm, und die Verdampfungswärme bei 100 °C beträgt ungefähr 2.230 Joule (533 Kalorien) pro Gramm. Da die Verdampfungswärme so groß ist, Dampf trägt viel Wärmeenergie das beim Kondensieren freigesetzt wird, was Wasser zu einem hervorragenden Arbeitsmedium für Wärmekraftmaschinen macht.
Latente Wärme entsteht aus der Arbeit, die erforderlich ist, um die Kräfte zu überwinden, die Atome oder Moleküle in einem Material zusammenhalten. Die regelmäßige Struktur von a kristalliner Feststoff wird durch Anziehungskräfte zwischen seinen einzelnen Atomen aufrechterhalten, die leicht um ihre durchschnittlichen Positionen im Kristallgitter schwingen. Mit steigender Temperatur werden diese Bewegungen immer heftiger, bis am Schmelzpunkt die Anziehungskräfte nicht mehr ausreichen, um die Stabilität des Kristallgitters aufrechtzuerhalten. Allerdings muss zusätzliche Wärme (die latente Schmelzwärme) zugeführt werden (bei konstanter Temperatur), um den Übergang in den noch ungeordneteren flüssigen Zustand zu bewerkstelligen, in dem die einzelnen Partikel nicht mehr in festen Gitterpositionen gehalten werden, sondern frei sind sich durch die Flüssigkeit zu bewegen. Eine Flüssigkeit unterscheidet sich von einem Gas dadurch, dass die Anziehungskräfte zwischen den Partikeln noch ausreichen, um eine Fernordnung aufrechtzuerhalten, die der Flüssigkeit einen gewissen Zusammenhalt verleiht. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, wird ein zweiter Übergangspunkt (der Siedepunkt) erreicht, an dem die Fernordnung relativ zu den weitgehend unabhängigen Bewegungen der Partikel in dem viel größeren Volumen, das von einem Dampf oder Gas eingenommen wird, instabil wird. Auch hier muss zusätzliche Wärme (die latente Verdampfungswärme) zugeführt werden, um die Fernordnung der Flüssigkeit zu durchbrechen und den Übergang in den weitgehend ungeordneten gasförmigen Zustand zu bewerkstelligen.
Latente Wärme ist mit anderen Prozessen als den Veränderungen zwischen den festen, flüssigen und dampfförmigen Phasen einer einzelnen Substanz verbunden. Viele Feststoffe existieren in unterschiedlichen kristallinen Modifikationen, und die Übergänge zwischen diesen beinhalten im Allgemeinen die Absorption oder Entwicklung von latenter Wärme. Das Auflösen eines Stoffes in einem anderen erfordert oft Wärme; wenn die Lösung Prozess ist eine streng physikalische Änderung, die Wärme ist eine latente Wärme. Manchmal wird der Prozess jedoch von einer chemischen Veränderung begleitet, und ein Teil der Wärme ist diejenige, die mit der chemischen Reaktion verbunden ist. Siehe auch schmelzen .
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