潜熱の定義と例
コリーナ・ハセルマイヤー/ EyeEm /ゲッティイメージズ
比潜熱 ( L ) の量として定義されます。 熱エネルギー （熱、 Q ) 体が恒温プロセスを受けるときに吸収または放出されます。比潜熱の式は次のとおりです。
L = Q / メートル
どこ：
- L は比潜熱
- Q 吸収または放出された熱
- メートル それは 質量 物質の
恒温プロセスの最も一般的なタイプは次のとおりです。 相変化 、融解、凍結、気化、または凝縮など。エネルギーは、相変化が発生するまで分子内に本質的に隠されているため、「潜在的」であると見なされます。単位質量あたりのエネルギーで表されるため、「固有」です。比潜熱の最も一般的な単位は次のとおりです。 ジュール グラムあたり (J/g) およびキログラムあたりのキロジュール (kJ/kg)。
比潜熱は、 物質の集中的な性質 .その値は、サンプルのサイズや物質内のどこでサンプルが採取されたかには依存しません。
歴史
英国の化学者ジョセフ・ブラックは、1750 年から 1762 年の間に潜熱の概念を導入しました。 蒸留 一定温度での体積と圧力の変化を調べます。ブラック適用 熱量測定 彼の研究と記録された潜熱値のために。
イギリスの物理学者ジェームズ・プレスコット・ジュールは潜熱を 位置エネルギーの形 .ジュールは、エネルギーは物質内の粒子の特定の構成に依存すると考えていました。実際、潜熱に影響を与えるのは、分子内の原子の向き、それらの化学結合、およびそれらの極性です。
潜熱伝達の種類
潜熱と顕熱は、物体とその環境の間の 2 種類の熱伝達です。融解潜熱と気化潜熱の表をまとめました。顕熱は、体の組成に依存します。
- ストーブの上で水が沸騰するのは、発熱体からの熱エネルギーが鍋に伝わり、次に水に伝わるときです。十分なエネルギーが供給されると、液体の水が膨張して水蒸気になり、水が沸騰します。水が沸騰すると、膨大な量のエネルギーが放出されます。水は気化熱が非常に高いため、蒸気で簡単に火傷します。
- 同様に、冷凍庫で液体の水を氷に変えるには、かなりのエネルギーを吸収する必要があります。冷凍庫は熱エネルギーを取り除き、相転移を起こさせます。水は高い融解潜熱を持っているため、水を氷に変えるには、単位グラムあたり、液体酸素を凍らせて固体酸素にするよりも多くのエネルギーを除去する必要があります。
- 潜熱はハリケーンを激化させます。空気は、温水を通過して水蒸気を吸収するときに加熱されます。蒸気が凝縮して雲を形成すると、潜熱が大気中に放出されます。この追加された熱は空気を温め、不安定性を生み出し、雲が上昇し、嵐が激化するのを助けます.
- 顕熱は、土壌が太陽光からエネルギーを吸収して暖まるときに放出されます。
- 発汗による冷却は、潜熱と顕熱の影響を受けます。そよ風があるときは、気化冷却が非常に効果的です。水の気化潜熱が大きいため、体から熱が放散されます。ただし、吸収された太陽光による顕熱が蒸発による影響と競合するため、日陰の場所よりも日当たりの良い場所で涼むのははるかに困難です。
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比潜熱値表
これは、一般的な材料の融解と気化の比潜熱 (SLH) の表です。非極性分子の値と比較して、アンモニアと水の値が非常に高いことに注意してください。
| 素材 | 融点（℃） | 沸点（℃） | SLH オブ フュージョン kJ/kg | 気化のSLH kJ/kg |
| アンモニア | −77.74 | −33.34 | 332.17 | 1369年 |
| 二酸化炭素 | −78 | −57 | 184 | 574 |
| エチルアルコール | −114 | 78.3 | 108 | 855 |
| 水素 | −259 | -253 | 58 | 455 |
| 鉛 | 327.5 | 1750年 | 23.0 | 871 |
| 窒素 | −210 | −196 | 25.7 | 200 |
| 空気 | -219 | −183 | 13.9 | 213 |
| 冷媒 R134A | −101 | −26.6 | — | 215.9 |
| トルエン | −93 | 110.6 | 72.1 | 351 |
| 水 | 0 | 100 | 334 | 2264,705 |
顕熱と気象学
融解と気化の潜熱は物理学と化学で使用されますが、気象学者は顕熱も考慮します。潜熱が吸収または放出されると、大気が不安定になり、悪天候を引き起こす可能性があります。物体が暖かい空気または冷たい空気と接触すると、潜熱の変化によって物体の温度が変化します。潜熱と顕熱の両方が空気を動かし、風と気団の垂直運動を生み出します。
潜熱と顕熱の例
日常生活には、潜熱と顕熱の例がたくさんあります。