Varme er en vigtig komponent i faseændringer. Latent varme er kendt som den varme, der er nødvendig for at omdanne et fast stof til en flydende eller dampformig fase. Alt efter fase har den forskellige navne som f.eks. kondensationsvarme, fordampningsvarme osv. Nogle gange er det den mængde varmeenergi, der absorberes eller frigives ved en faseændring. I dette emne vil vi beskæftige os med begrebet latent varme og formlen for latent varme med eksempler. Lad os lære begrebet!
Kilde:en.wikipedia.org
Latentvarmeformel
Begrebet om faseændring:
At koge vandet er ikke så simpelt som blot at tænde for komfuret. Når vi tilføjer varme til vandet, stiger temperaturen, indtil den når 100 grader Celsius. Vandet forbliver ved denne temperatur, indtil alt vandet skifter fra at være flydende til at være en gas.
Under denne proces fortsætter vi med at tilføre varmeenergi til vandet, men temperaturen stiger stadig ikke. Denne ekstra energi giver anledning til begrebet latent varme.
For at opnå en bedre forståelse skal vi først gennemgå begrebet faseændringer. Faseændring henviser til en ændring i stof fra en tilstand til en anden. De mest almindelige faseændringer ses i de forskellige tilstande af vand. Nogle eksempler er frysning af flydende vand for at skabe is eller kogning af flydende vand for at skabe en gas. Som vi kan se, spiller varme en stor rolle ved ændring af stof fra en fase til en anden.
Definition af latent varme:
Normalt set ændrer temperaturen på genstanden sig, når vi tilføjer eller fjerner varmeenergi fra en genstand, når vi tilføjer eller fjerner varmeenergi fra en genstand. Men under faseændringerne forbliver temperaturen af et objekt konstant. Dette skyldes, at der kræves energi for at et objekt kan skifte fase.
Derfor er latent varme den varmeenergi pr. masseenhed, der kræves for at et faseskift kan finde sted. Hvis vi betragter stofferne på molekylært niveau, vil gasformige molekyler have flere vibrationer end de flydende molekyler.
Dermed får vi faktisk molekylerne til at vibrere, når vi tilfører varme til en væske. Den latente varme vil være den energi, der er nødvendig for at ændre molekylernes bevægelse. Hvert stof har en unik værdi for latent varme.
Formlen for latent varme:
L = \( \frac{Q}{ M} \)
Hvor,
Q = varmemængde
M = stoffets masse
Denne ligning angiver, at den varme Q, der skal tilføres eller fjernes, for at en genstand med masse m ændrer fase, er den varme Q, der skal tilføres eller fjernes, for at en genstand med masse m ændrer fase. Vi betegner Individuel latent varme med L. Enheden for latent varme er \(Jkg^{-1}.\)
Værdien af latent varme er variabel. Den afhænger af arten af den faseændring, der finder sted:
- Den latente smeltevarme betyder ændringen fra væske til fast stof.
- Den latente fordampningsvarme betyder ændringen fra væske til gas.
- Den latente sublimeringsvarme betyder ændringen fra fast stof til gas.
Løste eksempler
Q.1: Beregn den latente varme for 10 kg stof, hvis varmemængden for en faseændring er 300 kcal.
Løsning:
De givne parametre er,
Q = 300 kcal
M = 10 kg
Formel for latent varme er:
L = \(\frac{Q}{ M}\)
= \(\frac {300}{5}\)
= \(60 KcalKg^{-1}g \)
Derfor vil den latente varme være 60 \(KcalKg{-1}\)