Latentné teplo verzus špecifické teplo
Latentné teplo
Keď látka prechádza fázovou zmenou, energia sa absorbuje alebo uvoľní ako teplo. Latentné teplo je teplo, ktoré sa absorbuje alebo uvoľňuje z látky počas fázovej zmeny. Tieto zmeny tepla nespôsobujú zmeny teploty, pretože sú absorbované alebo uvoľňované. Dve formy latentného tepla sú latentné teplo fúzie a latentné teplo vyparovania. Latentné teplo topenia prebieha počas topenia alebo mrazenia a latentné teplo vyparovania prebieha počas varu alebo kondenzácie. Fázová zmena uvoľňuje teplo (exotermické) pri premene plynu na kvapalinu alebo kvapaliny na pevnú látku. Fázová zmena absorbuje energiu/teplo (endotermická) pri prechode z pevnej látky na kvapalinu alebo z kvapaliny na plyn. Napríklad v parnom stave sú molekuly vody vysoko energetické a neexistujú žiadne medzimolekulové príťažlivé sily. Pohybujú sa ako jednotlivé molekuly vody. V porovnaní s tým majú molekuly vody v kvapalnom stave nízke energie. Niektoré molekuly vody sú však schopné uniknúť do stavu pary, ak majú vysokú kinetickú energiu. Pri normálnej teplote bude existovať rovnováha medzi parným a kvapalným stavom molekúl vody. Pri zahrievaní sa pri bode varu väčšina molekúl vody uvoľní do stavu pary. Takže keď sa molekuly vody vyparujú, vodíkové väzby medzi molekulami vody sa musia prerušiť. Na to je potrebná energia a táto energia je známa ako latentné teplo vyparovania. V prípade vody nastáva táto fázová zmena pri 100 oC (bod varu vody). Keď však táto fázová zmena nastane pri tejto teplote, tepelná energia je absorbovaná molekulami vody, aby sa prerušili väzby, ale nezvýši teplotu viac.
Špecifické latentné teplo znamená množstvo tepelnej energie potrebnej na úplnú premenu fázy na inú fázu jednotkovej hmotnosti látky.
Špecifické teplo
Tepelná kapacita závisí od množstva látky. Špecifické teplo alebo merná tepelná kapacita (s) je tepelná kapacita, ktorá je nezávislá od množstva látok. Dá sa definovať ako „množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty jedného gramu látky o jeden stupeň Celzia (alebo jeden Kelvin) pri konštantnom tlaku. Jednotkou špecifického tepla je Jg-1oC-1 Merné teplo vody je veľmi vysoké s hodnotou 4,186 Jg -1oC-1 To znamená zvýšenie teploty o 1 oC 1 g vody, 4,186 J tepelnej energie je potrebné. Táto vysoká hodnota naráža na úlohu vody v tepelnej regulácii. Na nájdenie tepla potrebného na zvýšenie teploty z t1 na t2 určitej hmotnosti látky možno použiť nasledujúcu rovnicu.
q=m x s x ∆t
q=požadované teplo
m=hmotnosť látky
∆t=t1-t2
Vyššie uvedená rovnica však neplatí, ak reakcia zahŕňa fázovú zmenu. Neplatí to napríklad, keď voda prechádza do plynnej fázy (pri bode varu) alebo keď voda mrzne a vytvára ľad (pri teplote topenia). Je to preto, že teplo pridané alebo odstránené počas zmeny fázy nemení teplotu.
Aký je rozdiel medzi latentným teplom a špecifickým teplom?
• Latentné teplo je energia absorbovaná alebo uvoľnená, keď látka prechádza fázovou zmenou. Špecifické teplo je množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty jedného gramu látky o jeden stupeň Celzia (alebo jeden Kelvin) pri konštantnom tlaku.
• Špecifické teplo sa neuplatňuje, keď látka prechádza fázovou zmenou.
• Špecifické teplo spôsobuje zmenu teploty, pričom pri latentnom teple nedochádza k žiadnej zmene teploty.
