Unterschied zwischen latenter Wärme und spezifischer Wärme

Latente Wärme gegen spezifische Wärme

Latente Hitze

Wenn eine Substanz eine Phasenänderung durchmacht, wird die Energie als Wärme absorbiert oder freigesetzt. Latente Wärme ist die Wärme, die von einer Substanz während eines Phasenwechsels absorbiert oder abgegeben wird. Diese Wärmeänderungen verursachen keine Temperaturänderungen, da sie absorbiert oder freigesetzt werden. Die zwei Formen der latenten Wärme sind latente Schmelzwärme und latente Verdampfungswärme. Latente Schmelzwärme findet während des Schmelzens oder Gefrierens statt und latente Verdampfungswärme findet während des Siedens oder Kondensierens statt. Beim Phasenwechsel wird Wärme freigesetzt (exotherm), wenn Gas in Flüssigkeit oder Flüssigkeit in Feststoff umgewandelt wird. Der Phasenwechsel absorbiert Energie / Wärme (endotherm), wenn er von fest zu flüssig oder von flüssig zu gas geht. Zum Beispiel sind Wassermoleküle im Dampfzustand hochenergetisch und es gibt keine intermolekularen Anziehungskräfte. Sie bewegen sich als einzelne Wassermoleküle. Im Vergleich dazu haben Wassermoleküle im flüssigen Zustand niedrige Energien. Einige Wassermoleküle können jedoch in den Dampfzustand entweichen, wenn sie eine hohe kinetische Energie haben. Bei normaler Temperatur besteht ein Gleichgewicht zwischen dem Dampfzustand und dem flüssigen Zustand der Wassermoleküle. Beim Erhitzen werden beim Siedepunkt die meisten Wassermoleküle in den Dampfzustand freigesetzt. Wenn also Wassermoleküle verdampfen, müssen die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen gebrochen werden. Dafür wird Energie benötigt und diese Energie wird als latente Verdampfungswärme bezeichnet. Bei Wasser tritt diese Phasenänderung bei 100 auf ^OC (Siedepunkt von Wasser). Wenn diese Phasenänderung jedoch bei dieser Temperatur auftritt, wird die Wärmeenergie von Wassermolekülen absorbiert, um die Bindungen zu brechen. Die Temperatur wird jedoch nicht weiter erhöht.

Spezifische latente Wärme bedeutet die Menge an Wärmeenergie, die erforderlich ist, um eine Phase vollständig in eine andere Phase einer Einheitsmasse einer Substanz umzuwandeln.

Spezifische Wärme

Die Wärmekapazität hängt von der Substanzmenge ab. Spezifische Wärme oder spezifische Wärmekapazität (en) ist die Wärmekapazität, die unabhängig von der Stoffmenge ist. Es kann definiert werden als „die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Gramms eines Stoffes um einen Grad Celsius (oder einen Kelvin) bei konstantem Druck zu erhöhen.“ Die Einheit der spezifischen Wärme ist Jg^-1oC^-1. Die spezifische Wärme von Wasser ist mit 4.186 Jg sehr hoch^-1oC^-1. Dies bedeutet, die Temperatur um 1 zu erhöhen ^OC von 1 g Wasser, 4.186 J Wärmeenergie wird benötigt. Dieser hohe Wert trifft auf die Rolle von Wasser bei der thermischen Regulierung. Um die Wärme zu finden, die erforderlich ist, um die Temperatur von t zu erhöhen₁ bis t₂ einer bestimmten Masse eines Stoffes kann folgende Gleichung verwendet werden.

q = m x s x ∆ t

q = benötigte Wärme

m = Masse der Substanz

∆t = t₁-t₂

Die obige Gleichung gilt jedoch nicht, wenn die Reaktion eine Phasenänderung beinhaltet. Zum Beispiel gilt es nicht, wenn das Wasser in die Gasphase geht (beim Siedepunkt) oder wenn das Wasser zu Eis gefriert (am Schmelzpunkt). Dies liegt daran, dass die während des Phasenwechsels hinzugefügte oder abgeführte Wärme die Temperatur nicht ändert.