In termodinamica, il calore latente (indicato col simbolo λ, la lettera greca lambda) è la quantità di energia scambiata (sotto forma di calore) durante lo svolgimento di una transizione di fase (o "passaggio di stato") del primo ordine. Ad esempio, il "calore latente di fusione" è l'energia massima corrispondente al passaggio di un sistema (costituito da una a più sostanze chimiche) dallo stato solido a quello liquido.
Caratteristiche
Nel Sistema internazionale, l'unità di misura del calore latente è J/kg. Spesso il calore latente viene espresso per mole di sostanza (calore latente molare) e nel SI si misura in J/mol.
Secondo la teoria cinetica dei gas, durante la transizione di fase di un sistema bifasico, l'energia scambiata con il sistema (assorbita o rilasciata) non ne incrementa (o decrementa) la temperatura, bensì agisce sulla forza dei legami intermolecolari. Tale energia è il calore latente.
Ad esempio, mentre si fa bollire dell'acqua, il calore fornito non ne innalza la temperatura (questa, infatti, rimane costante durante l'ebollizione), ma fornisce energia alle molecole, le quali, di conseguenza, saranno libere di occupare tutto il volume a loro disposizione (ovvero passeranno dallo stato liquido, caratterizzato da una scarsa compressibilità, allo stato di vapore), fino al momento in cui tutta l'acqua sarà passata in fase gassosa.
A seconda del tipo di transizione di fase in questione, si parla di: calore latente di fusione calore latente di vaporizzazione calore latente di sublimazione.
Il calore necessario al passaggio di fase di una massa m di sostanza è:
Cioè, il calore Q fornito o sottratto al sistema non influisce sulla temperatura, ma è proporzionale alla quantità di sostanza m che ha cambiato fase, e continua fino a che tutta la sostanza non cambia fase.
Al contrario, in assenza di transizioni di fase, un apporto (o un prelievo) di calore determinano una variazione di temperatura (in aumento o in diminuzione): si parla, in questo caso, di calore sensibile.
Tabella Calore latente e temperatura al cambio di stato di sostanze comuni alla pressione atmosferica Sostanza Calore latentedi fusione[kJ/kg] Temperaturadi fusione[°C] Calore latentedi ebollizione[kJ/kg] Temperaturadi ebollizione[°C] Alcool etilico 108 -114 855 78,3 Ammoniaca 339 -75 1369 -33 Biossido di carbonio 184 -78,5 574 -56,56 Elio 1.25 -269,7 21 -268,93 Idrogeno 58 -259 455 -253 Azoto 25,7 -210 200 -196 Ossigeno 13,9 -219 213 -183 Mercurio 11 -39 294 357 Toluene −95 351 110,6 Zolfo 54 115 1406 445 Acqua 333,5 0 2272 100
Note
Bibliografia Herbert Callen. Termodinamica. Tamburini Editore, Milano, 1972
Voci correlate Calore Calore sensibile Calore specifico Capacità termica Calorimetro
Collegamenti esterni
Categoria:Transizioni di fase Categoria:Grandezze termodinamiche