Latentna toplina

 
 

 

Prilikom vrenja vode potrebna je toplina isparivanja da bi se voda pretvorila u vodenu paru. Za cijelo vrijeme dok traje vrenje, temperatura se ne mijenja i ona je u normalnim uvjetima 100 °C.

 

Da bi se latentna toplina otklonila iz zraka tijekom postupka hlađenja potrebna je kondenzacija unutar same jedinice, kao kod sustava za klimatizaciju.

Latentna toplina je toplina koju neka masa tvari mora predati ili primiti iz okoline kako bi promijenila agregatno stanje (oznaka: L) po jedinici te mase (po kilogramu tvari). Jednakost koja vrijedi je:

a

gdje je: L – specifična latentna toplina po jedinici mase te tvari (J/kg), QL – toplina koju neka masa tvari mora predati ili primiti iz okoline kako bi promijenila agregatno stanje (J), m – masa tvari (kg). Mjerna je jedinica latentne topline džul po kilogramu (J/kg). Iz te jednakosti dobiva se iznos latentne topline:

b

Za svaku kemijsku tvar razlikuju se specifična latentna toplina isparavanja Li (specifična toplina koju neka masa tvari oslobađa prilikom kondenzacije ili koju upija prilikom isparavanja ili vrenja ili toplina isparivanja) i specifična latentna toplina taljenja Lt(specifična toplina koju neka masa tvari oslobađa prilikom skrutnjavanja ili koju upija prilikom taljenja ili toplina taljenja).

Joseph Black je škotski fizičar i kemičar koji je uveo razlikovanje fizikalnih veličina topline i temperature, te uveo fizikalne veličine toplinski kapacitet i latentnu toplinu, pa se smatra osnivačem kalorimetrije. Blackovu spoznaju o većoj energiji vodene pare u odnosu na energiju jednake mase tekuće vode pri istoj temperaturi primijenio je James Watt pri razvoju svojega parnog stroja.

Osjetna ili senzibilna toplina

Kad zagrijavamo neki tijelo i kako mu dodajemo toplinu njegova temperatura raste. Povećanje te topline naziva se osjetna ili senzibilna toplina. Slično tome, kad tijelu oduzimamo toplinu i njegova temperatura pada, oduzeta toplina također se naziva osjetna toplina. Znači da toplina koja uzrokuje promjenu temperature kod nekog tijela naziva se osjetna toplina. Osjetna toplina se može izračunati prema jednakosti:

osjetna

gdje je: QS – osjetna ili senzibilna toplina (J), m – masa tijela (kg), c – specifični toplinski kapacitet (J/kgK) i ΔT – promjena temperature (K ili °C).

Latentna toplina za razliku od osjetne temperature ne uzrokuje promjenu temperature kemijske tvari, na primjer voda kod vrenja ima stalnu temperaturu od 100 °C. Dakle toplina koja uzrokuje promjenu stanja, bez promjene temperature naziva se latentna toplina. Shvaćanje ove razlike, bitno je za shvaćanje upotrebe rashladne tvari u sustavima za hlađenje. Također objašnjava zašto se za određenje učina hlađenja sustava koriste pojmovi poput totalni učin (osjetna  i latentna toplina) i “osjetni ili senzibilni učin”‘. Da bi se latentna toplina otklonila iz zraka tijekom postupka hlađenja potrebna je kondenzacija unutar same jedinice (na primjer kod klimatizacije). Osjetni učin je potreban za smanjenje temperature, dak je latentni učin potreban za otklanjanje vlage iz zraka

Vrijednosti specifične latentne topline

Slijedeća tablica prikazuje specifične latent topline za neke tvari:

Kemijska tvar Specifična latentna
toplina taljenja
Lt (kJ/kg)
Talište
°C
Specifična latentna
toplina isparivanja
Li (kJ/kg)
Vrelište
°C
Etanol 108 −114 855 78.3
Amonijak 332.17 −77.74 1 369 −33.34
Ugljikov dioksid 184 −78 574 −57
Helij     21 −268.93
Vodik(H2) 58 −259 455 −253
Olovo 23.0 327.5 871 1 750
Dušik 25.7 −210 200 −196
Kisik 13.9 −219 213 −183
Freon R134a   −101 215.9 −26.6
Freon R152a   −116 326.5 -25
Toluen 72.1 −93 351 110.6
Terpentin     293  
Voda 334 0 2 260 100
Srebro 105 980 2 336 2 050
Živa 11.4 – 39 290 357

Izvori

  1. latentna toplina, “Hrvatska enciklopedija”, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, http://www.enciklopedija.hr, 2014.
  2. Black, Joseph, “Hrvatska enciklopedija”, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, http://www.enciklopedija.hr, 2014.
  3. Koja je razlika između senzibilne i latentne topline?,  www.daikin.hr, 2014.
  4. Yaws’ Handbook of Properties of the Chemical Elements 2011 Knovel

Glavni izvor: Takst je u cjelosti kopiran sa Wikipedie

Advertisements