Värme är en viktig komponent vid fasförändringar. Latent värme är känd som den värme som krävs för att omvandla ett fast ämne till en vätske- eller ångfas. Beroende på fas har den olika namn som kondensationsvärme, förångningsvärme osv. Ibland är det mängden värmeenergi som absorberas eller frigörs vid en fasförändring. I det här ämnet kommer vi att behandla begreppet latent värme och formeln för latent värme med exempel. Låt oss lära oss begreppet!
Källa:en.wikipedia.org
Latentvärmeformel
Begreppet fasförändring:
Att koka upp vatten är inte så enkelt som att bara sätta på spisen. När vi tillför värme till vattnet ökar temperaturen tills den når 100 grader Celsius. Vattnet kommer att ligga kvar på denna temperatur tills allt vatten övergår från att vara flytande till att bli en gas.
Under denna process fortsätter vi att tillföra värmeenergi till vattnet, men ändå ökar inte temperaturen. Denna extra energi ger upphov till begreppet latent värme.
För att få en bättre förståelse går vi först igenom begreppet fasförändringar. Med fasförändring avses en förändring av materia från ett tillstånd till ett annat. De vanligaste fasförändringarna ses i vattnets olika tillstånd. Några exempel är att frysa flytande vatten för att skapa is eller koka flytande vatten för att skapa en gas. Som vi kan se spelar värme en viktig roll för att ändra materia från en fas till en annan.
Definition av latent värme:
Normalt sett, när vi lägger till eller tar bort värmeenergi från ett objekt, ändras temperaturen på objektet. Men under fasförändringarna förblir temperaturen hos ett föremål konstant. Detta beror på att det krävs energi för att ett föremål ska byta fas.
Därmed är latent värme den värmeenergi per masseenhet som krävs för att en fasförändring ska ske. Om vi betraktar ämnena på molekylnivå kommer gasmolekylerna att ha mer vibrationer än vätskemolekylerna.
När vi tillför värme till en vätska får vi alltså faktiskt molekylerna att vibrera. Den latenta värmen kommer att vara den energi som krävs för att förändra den molekylära rörelsen. Varje ämne har ett unikt värde för latent värme.
Formeln för latent värme:
L = \( \frac{Q}{ M} \)
Varvid,
Q = värmemängd
M = ämnets massa
Denna ekvation anger att värmen Q som måste tillföras eller avlägsnas för att ett föremål med massan m ska byta fas. Vi betecknar Individuell latent värme med L. Enheten för latent värme är \(Jkg^{-1}.\)
Värdet av latent värme är variabelt. Det beror på arten av den fasförändring som äger rum:
- Fusionsvärmens latenta värme innebär förändringen från vätska till fast ämne.
- Förångningens latenta värme innebär förändringen från vätska till gas.
- Sublimeringsvärmens latenta värme innebär förändringen från fast ämne till gas.
Lösta exempel
Q.1: Beräkna den latenta värmen för 10 kg ämne om värmemängden för en fasförändring är 300 kcal.
Lösning:
De givna parametrarna är,
Q = 300 kcal
M = 10 kg
Formeln för latent värme är:
L = \(\frac{Q}{ M}\)
= \(\frac {300}{5}\)
= \(60 KcalKg^{-1}g \)
Därmed blir den latenta värmen 60 \(KcalKg{-1}\)