Specjaliści w zaawansowanych systemach chłodniczych i klimatyzacyjnych

Ciepło utajone

Ciepło utajone jest również znane jako ciepło niezbędne do zmiany stanu substancji – w dalszej części omówimy, czym ono jest, a także niektóre z jego cech i najważniejszych aspektów jego stosowania, również w przemyśle.

Co to jest ciepło utajone?

Ciepło utajone to energia pochłaniana przez substancję, gdy zmienia ona stan skupienia; na przykład z ciała stałego w ciecz – w tym przypadku jest to ciepło utajone syntezy – lub z cieczy w gaz – w tym przypadku jest to ciepło utajone parowania. Gdy substancja zmienia się z gazu w ciecz lub z cieczy w gaz, w całym procesie zwracana jest taka sama ilość energii. Ponieważ ciepło nie powoduje zmiany temperatury w momencie, gdy następuje zmiana stanu, wydaje się być ukryte: właśnie dlatego mówimy o cieple utajonym. Wszystkie substancje mają parametr ciepła utajonego.

Ciepło utajone – wzór

Wzór na obliczanie ciepła utajonego jest następujący:

Q = m- L

Q: ilość ciepła (mierzona w cal (kaloriach) lub J)

m: masa (mierzona w gramach lub kilogramach)

L: ciepło utajone (cal/gr lub J/Kg)

W systemie międzynarodowym ciepło utajone jest mierzone w J/kg, jednak może być również wyrażone w cal/g.

Ciepło utajone wody

W przypadku ciepła utajonego wody należy sprecyzować, że ma ona własne odrębne ciepło utajone dla procesów topnienia, parowania i kondensacji. Na przykład, aby zmienić stan stały w ciekły, musi ona mieć temperaturę 0°C, a ciepło utajone musi wynosić 334 J/kg. 2260 J/kg jest wymagane do zmiany z cieczy w parę (tj. zmiany w temperaturze 100°C). Wartości te w dużym stopniu zależą od ciśnienia, przy którym zachodzą przemiany fazowe.

Utajone ciepło kondensacji

W przypadku kondensacji efekty ciepła utajonego są związane z przemianami fazowymi. Należy wziąć pod uwagę entalpię skraplania, która jest równa entalpii parowania z przeciwnym znakiem. Zatem dla wody utajone ciepło kondensacji wynosi:

Utajone ciepło skraplania – woda pod ciśnieniem 0,1 MPa (ciśnienie atmosferyczne)

hlg = -2257 kJ/kg

Ciepło odczuwalne i utajone

Ciepło odczuwalne definiuje się jako ciepło, które powoduje zmianę temperatury substancji bez powodowania zmiany jej stanu. Innymi słowy: jest to ciepło, które jest przekazywane do substancji, ale które nie powoduje jej zmiany z cieczy w ciało stałe lub gaz bądź na odwrót.

Ciepło utajone to ciepło, które powoduje zmianę stanu substancji bez zmiany jej temperatury. Są one zatem rozumiane jako przeciwstawne pojęcia w kontekście warunków, do których się odnoszą.

Możemy również mówić o cieple właściwym, które jest ilością ciepła, jaką należy dostarczyć do substancji, aby zwiększyć jej temperaturę o jeden stopień.

 

Areacademy, zwycięzca nagrody Inicjatywa Przemysłowa Roku przyznanej przez ACR News Awards.