Calor latente

Definição

O calor latente é definido como o calor ou a energia que é absorvida ou liberada durante uma mudança de fase de uma substância. Poderia ser de um gás para um líquido ou líquido para sólido e vice-versa.

Calor latente é o calor necessário para um objeto mudar de fase (derreter, ferver, congelar etc.).

Calor latente é a energia térmica por unidade de massa necessária para que uma mudança de fase ocorra.

O calor latente está relacionado a uma propriedade de calor chamada entalpia.

O calor latente da fusão é o calor necessário para um objeto passar do estado sólido ao estado líquido ou vice-versa. Como seu valor geralmente é muito maior que o calor específico, ele permite que você mantenha uma bebida fria por muito mais tempo adicionando gelo do que simplesmente ter um líquido frio para começar. É também por isso que a carne congelada leva muito tempo para derreter, mas depois que é descongelada, esquenta rapidamente.

Gelo e água têm enormes calor latentes associados, razão pela qual a neve demora tanto para derreter e a água fervente é usada para cozinhar. Isso também é importante para manter nosso planeta confortável para viver e fornece uma boa quantidade de resistência às mudanças climáticas.

O que é calor latente?

Calor latente é o nome dado à energia que é perdida ou adquirida por uma substância quando ela muda de estado, por exemplo, de gás para líquido. É medido como uma quantidade de energia, joules, e não como uma temperatura.

A maioria das substâncias pode existir em três estados: gás, líquido e sólido, embora exista um estado adicional chamado plasma.

A principal diferença entre uma substância em cada estado é a rapidez com que suas moléculas estão se movendo. Como líquido, as moléculas se movem a uma velocidade em que podem se unir repetidamente, se separar e se unir novamente. Quando se movem lentamente, permanecem unidos, formando um sólido. Quando se movem rapidamente, ficam separados, formando um gás.

Por exemplo, geralmente pensamos na água como um líquido. No entanto, também pode ser um sólido (gelo) ou um gás (vapor). Mas como você pode ver quando você ferve água em uma chaleira ou quando a superfície de uma lagoa congela, nem todas as moléculas de uma substância mudam de estado ao mesmo tempo.

Quando uma molécula muda de estado, ela tem uma quantidade diferente de energia.

No entanto, as leis da física afirmam que a energia não pode simplesmente desaparecer. Assim, quando a molécula se move mais lentamente, o excesso de energia é liberado para o ambiente como calor latente.

Quando a molécula se move mais rapidamente, ela absorve energia extra retirando calor latente do ambiente.

Você pode sentir os efeitos do calor latente em um dia quente quando o suor evapora da pele e se sente mais frio.

Isso ocorre porque as moléculas de líquido que evaporam precisam de mais energia quando se tornam vapor de água. Essa energia térmica é retirada da sua pele, reduzindo sua temperatura.

Os efeitos do calor latente também são visíveis no clima.

Quando as moléculas de água no ar sobem o suficiente, tornam-se mais frias e condensam-se em líquidos com menos energia. A energia “sobressalente” torna-se calor latente e aquece o ar circundante.

Isso leva ao vento e, quando o processo ocorre rapidamente, pode até causar uma tempestade.

O calor latente também fornece energia para furacões e ciclones, que começam nos oceanos quentes, onde há um grande suprimento de ar quente e úmido que pode subir e condensar.

Quanto mais quente o ar, mais energia resulta do resfriamento e da condensação, e é por isso que os furacões são mais prováveis e mais poderosos nas estações mais quentes.

O calor latente é visível no clima, por exemplo, quando as moléculas de água no ar
sobem o suficiente, elas se condensam em líquido com menos energia

Calor latente específico

Os três estados da matéria são: sólidos, líquidos e gasosos.

Quando o gelo (um sólido) derrete, ele se transforma em água (um líquido); isso é chamado de fusão. Quando a água (um líquido) ferve, ela se transforma em vapor (um gás); isso é chamado de vaporização.

Quando o vapor (um gás) se transforma em água (um líquido); isso é chamado de condensação. Quando a água (um líquido) congela, ela se transforma em gelo (um sólido); isso é chamado de congelamento.

Quando uma substância muda de um estado para outro, a temperatura permanece constante. Por exemplo, quando a energia térmica é adicionada ao gelo no seu ponto de fusão (°C), muda para a mesma massa de água em °C.

Uma substância sólida no seu ponto de fusão tem menos energia que a mesma massa da substância quando é um líquido na mesma temperatura.

Mudar um sólido para um líquido, ou um líquido para um gás, requer energia térmica.

Essa energia térmica permite a mudança de estado e a temperatura permanece constante durante o processo.

A quantidade de energia necessária para alterar o estado de 1 Kg de uma substância depende da massa e das características dessa substância.

A energia necessária para alterar o estado de um material é conhecida como calor latente.

A quantidade de energia necessária para alterar o estado de desse material é conhecido como calor latente específico dessa substância.

Calor latente é a transformação do estado físico de uma substância por meio do calor

Resumo

Calor latente, energia absorvida ou liberada por uma substância durante uma mudança em seu estado físico (fase) que ocorre sem alterar sua temperatura.

O calor latente associado à fusão de um sólido ou ao congelamento de um líquido é chamado calor de fusão; aquele associado à vaporização de um líquido ou sólido ou à condensação de um vapor é chamado calor de vaporização.

O calor latente é normalmente expresso como a quantidade de calor (em unidades de joules ou calorias) por mole ou unidade de massa da substância submetida a uma mudança de estado.

Por exemplo, quando um pote de água é mantido fervendo, a temperatura permanece em 100 °C até a última gota evaporar, porque todo o calor adicionado ao líquido é absorvido como calor latente de vaporização e levado por as moléculas de vapor que escapam.

Da mesma forma, enquanto o gelo derrete, ele permanece a 0° C e a água líquida que é formada com o calor latente da fusão também está a 0° C.

O calor da fusão da água a 0° C é de aproximadamente 334 joules (79,7 calorias) por grama, e o calor da vaporização a 100° C é de cerca de 2.230 joules (533 calorias) por grama. Como o calor da vaporização é muito grande, o vapor carrega uma grande quantidade de energia térmica que é liberada quando condensa, tornando a água um excelente fluido de trabalho para os motores a quente.

O calor latente surge do trabalho necessário para superar as forças que unem átomos ou moléculas em um material.

A estrutura regular de um sólido cristalino é mantida por forças de atração entre seus átomos individuais, que oscilam levemente sobre suas posições médias na rede cristalina.

À medida que a temperatura aumenta, esses movimentos se tornam cada vez mais violentos até que, no ponto de fusão, as forças atrativas não sejam mais suficientes para manter a estabilidade da estrutura cristalina.

No entanto, calor adicional (o calor latente da fusão) deve ser adicionado (a temperatura constante) para realizar a transição para o estado líquido ainda mais desordenado, no qual as partículas individuais não são mais mantidas em posições de rede fixas, mas estão livres para se mover através do líquido.

Um líquido difere de um gás, pois as forças de atração entre as partículas ainda são suficientes para manter uma ordem de longo alcance que dota o líquido com um grau de coesão.

À medida que a temperatura aumenta ainda mais, é atingido um segundo ponto de transição (o ponto de ebulição) onde a ordem de longo alcance se torna instável em relação aos movimentos amplamente independentes das partículas no volume muito maior ocupado por um vapor ou gás. Mais uma vez, calor adicional (o calor latente da vaporização) deve ser adicionado para quebrar a ordem de longo alcance do líquido e realizar a transição para o estado gasoso amplamente desordenado.

O calor latente está associado a outros processos além das alterações nas fases sólida, líquida e de vapor de uma única substância.

Muitos sólidos existem em diferentes modificações cristalinas, e as transições entre esses geralmente envolvem absorção ou evolução do calor latente.

O processo de dissolver uma substância em outra geralmente envolve calor; se o processo de solução é uma mudança estritamente física, o calor é um calor latente.

Às vezes, no entanto, o processo é acompanhado por uma mudança química, e parte do calor é aquela associada à reação química.

Fonte: energyeducation.ca/glossary.ametsoc.org/www.dartmouth.edu/Encyclopaedia Britannica/www.bbc.co.uk/www.wisegeek.org/byjus.com/www.dictionary.com/physics.info/www.e-education.psu.edu