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Latente Wärme

Latente Wärme wird auch als Wärme zur Änderung des Zustands einer Substanz bezeichnet: Was sie ist, sowie einige ihrer Eigenschaften und wichtigsten Aspekte bei ihrer Anwendung und in der Industrie werden im Folgenden definiert.

Was ist latente Wärme?

Latente Wärme ist die von einer Substanz aufgenommene Energie, wenn sie ihren Zustand ändert, beispielsweise von einem Feststoff zu einer Flüssigkeit – in diesem Fall spricht man von latenter Schmelzwärme – oder von einer Flüssigkeit zu einem Gas – in diesem Fall spricht man von latenter Verdampfungswärme. Wenn sich eine Substanz von einem Gas in eine Flüssigkeit oder von einer Flüssigkeit in ein Gas umwandelt, wird während des gesamten Prozesses letztlich die gleiche Menge an Energie zurückgeführt. Da die Wärme in dem Moment der Zustandsänderung keine Temperaturänderung hervorruft, scheint sie verborgen zu sein. Genau aus diesem Grund spricht man von latenter Wärme. Alle Substanzen haben einen Parameter für die latente Wärme.

Latente Wärme – Formel

Die Formel zur Berechnung der latenten Wärme ist:

Q = m – L

Q: Wärmemenge (gemessen in cal oder J)

m: Masse (gemessen in Gramm oder Kilogramm)

L: latente Wärme (cal/g oder J/kg)

Im internationalen System wird die latente Wärme in J/kg gemessen, sie kann jedoch auch in cal/g ausgedrückt werden.

Latente Wärme von Wasser

Bei der latenten Wärme von Wasser ist zu beachten, dass es eine eigene latente Wärme für Schmelz-, Verdampfungs- und Kondensationsprozesse gibt. Um beispielsweise von einem festen in einen flüssigen Zustand zu wechseln, muss die Temperatur 0 °C betragen und eine latente Wärme von 334 J/kg ist erforderlich. Für den Wechsel von Flüssigkeit zu Dampf sind 2.260 J/kg erforderlich (d. h. ein Wechsel bei einer Temperatur von 100 °C). Diese Werte hängen stark von dem Druck ab, bei dem die Phasenwechsel stattfinden.

Latente Wärme der Kondensation

Im Falle der Kondensation sind die Auswirkungen der latenten Wärme mit den Phasenänderungen verbunden. Dabei muss die Kondensationsenthalpie berücksichtigt werden, die gleich der Verdampfungsenthalpie mit umgekehrtem Vorzeichen ist. Für Wasser beträgt die latente Kondensationswärme also:

Latente Kondensationswärme – Wasser bei 0,1 MPa (Atmosphärendruck)

hlg = – 2257 kJ / kg

Sensible und latente Wärme

Unter sensibler bzw. fühlbarer Wärme versteht man die Wärme, die eine Temperaturänderung einer Substanz bewirkt, ohne dass sich ihr Zustand ändert. Es handelt sich also um die Wärme, die auf eine Substanz übertragen wird, die aber nicht zu einem Wechsel von einem flüssigen zu einem festen oder gasförmigen Zustand oder umgekehrt führt.

Latente Wärme hingegen ist die Wärme, die eine Zustandsänderung einer Substanz bewirkt, ohne dass sich ihre Temperatur ändert. In ihrer Verwendung werden sie daher als gegensätzliche Konzepte verstanden.

Man kann auch von spezifischer Wärme sprechen, d. h. von der Wärmemenge, die einer Substanz zugeführt werden muss, um ihre Temperatur um ein Grad zu erhöhen.