Calore latente

Il calore latente è noto anche come calore di cambiamento di stato di una sostanza. Di seguito, se ne definiscono le caratteristiche e alcuni aspetti principali nell’applicazione e nell’industria.

Che cos’è il calore latente?

Il calore latente è l’energia assorbita da una sostanza quando cambia stato; ad esempio, da solido a liquido – nel qual caso è noto come calore latente di fusione – o da liquido a gas – nel qual caso è noto come calore latente di vaporizzazione. Quando una sostanza passa da gas a liquido o viceversa, nel corso del processo si restituisce la stessa quantità di energia. Poiché il calore non provoca una variazione di temperatura nel momento in cui avviene il cambiamento di stato, sembra essere nascosto: ecco perché lo si denomina ‘latente’. Tutte le sostanze hanno un parametro relativo al calore latente.

Calore latente – formula

La formula per il calcolo del calore latente è la seguente:

Q = m· L

Q: quantità di calore (misurata in cal o J)

m: massa (misurata in grammi o chilogrammi)

L: calore latente (cal/g o J/Kg)

Nel Sistema Internazionale il calore latente è misurato in J/kg; tuttavia, può essere espresso anche in cal/g.

Calore latente dell’acqua

Nel caso del calore latente dell’acqua, va specificato che essa ha un proprio calore latente distinto per i processi di fusione, vaporizzazione e condensazione. Ad esempio, per passare dallo stato solido a quello liquido è necessario che la temperatura sia di 0°C e che il calore latente sia di 334 J/kg. Sono necessari 2.260 J/kg per passare da liquido a vapore (cioè un cambiamento alla temperatura di 100°C). Questi valori dipendono fortemente dalla pressione alla quale si verificano i cambiamenti di fase.

Calore latente di condensazione

Nel caso della condensazione, gli effetti del calore latente sono legati ai cambiamenti di fase. Si deve tenere conto dell’entalpia di condensazione, che è uguale all’entalpia di vaporizzazione ma con segno opposto. Pertanto, per l’acqua il calore latente di condensazione è:

Calore latente di condensazione – acqua a 0,1 MPa (pressione atmosferica)

hlg = – 2257 kJ/kg

Calore sensibile e latente

Il calore sensibile è definito come il calore che provoca una variazione della temperatura di una sostanza senza provocare alcun cambiamento di stato. In altre parole, è il calore che viene trasferito a una sostanza ma che non la fa passare da liquido a solido o a gas, o viceversa.

Il calore latente, invece, è il calore che provoca il cambiamento di stato di una sostanza senza modificarne la temperatura. Descritti in questi termini, si tratta quindi di concetti opposti.

Infine, si può parlare anche di calore specifico, che è la quantità di calore che deve essere fornita a una sostanza per aumentarne la temperatura di un grado.