Latentna toplina

Prilikom vrenja vode potrebna je toplina isparivanja da bi se voda pretvorila u vodenu paru. Za cijelo vrijeme dok traje vrenje, temperatura se ne mijenja i ona je u normalnim uvjetima 100 °C.

Da bi se latentna toplina otklonila iz zraka tijekom postupka hlađenja potrebna je kondenzacija unutar same jedinice, kao kod sustava za klimatizaciju.

Latentna toplina je toplina koju neka masa tvari mora predati ili primiti iz okoline kako bi promijenila agregatno stanje (oznaka: L) po jedinici te mase (po kilogramu tvari). Jednakost koja vrijedi je:

[math]\displaystyle{ L = \frac {Q_L}{m}. }[/math]

gdje je: L - specifična latentna toplina po jedinici mase te tvari (J/kg), Q_L - toplina koju neka masa tvari mora predati ili primiti iz okoline kako bi promijenila agregatno stanje (J), m - masa tvari (kg). Mjerna je jedinica latentne topline džul po kilogramu (J/kg). Iz te jednakosti dobiva se iznos latentne topline:

[math]\displaystyle{ Q_L = {m} \cdot {L} }[/math]

Za svaku kemijsku tvar razlikuju se specifična latentna toplina isparavanja L_i (specifična toplina koju neka masa tvari oslobađa prilikom kondenzacije ili koju upija prilikom isparavanja ili vrenja ili toplina isparivanja) i specifična latentna toplina taljenja L_t (specifična toplina koju neka masa tvari oslobađa prilikom skrutnjavanja ili koju upija prilikom taljenja ili toplina taljenja).

Joseph Black je škotski fizičar i kemičar koji je uveo razlikovanje fizikalnih veličina topline i temperature, te uveo fizikalne veličine toplinski kapacitet i latentnu toplinu, pa se smatra osnivačem kalorimetrije. Blackovu spoznaju o većoj energiji vodene pare u odnosu na energiju jednake mase tekuće vode pri istoj temperaturi primijenio je James Watt pri razvoju svojega parnog stroja.

Osjetna ili senzibilna toplina

Podrobniji članak o temi: Osjetna toplina


Kad zagrijavamo neki tijelo i kako mu dodajemo toplinu njegova temperatura raste. Povećanje te topline naziva se osjetna ili senzibilna toplina. Slično tome, kad tijelu oduzimamo toplinu i njegova temperatura pada, oduzeta toplina također se naziva osjetna toplina. Znači da toplina koja uzrokuje promjenu temperature kod nekog tijela naziva se osjetna toplina. Osjetna toplina se može izračunati prema jednakosti:

[math]\displaystyle{ Q_S = m \cdot c \cdot \Delta T \, . }[/math]

gdje je: Q_S - osjetna ili senzibilna toplina (J), m - masa tijela (kg), c - specifični toplinski kapacitet (J/kgK) i ΔT - promjena temperature (K ili °C).

Latentna toplina za razliku od osjetne temperature ne uzrokuje promjenu temperature kemijske tvari, na primjer voda kod vrenja ima stalnu temperaturu od 100 °C. Dakle toplina koja uzrokuje promjenu stanja, bez promjene temperature naziva se latentna toplina. Shvaćanje ove razlike, bitno je za shvaćanje upotrebe rashladne tvari u sustavima za hlađenje. Također objašnjava zašto se za određenje učina hlađenja sustava koriste pojmovi poput totalni učin (osjetna  i latentna toplina) i "osjetni ili senzibilni učin"'. Da bi se latentna toplina otklonila iz zraka tijekom postupka hlađenja potrebna je kondenzacija unutar same jedinice (na primjer kod klimatizacije). Osjetni učin je potreban za smanjenje temperature, dak je latentni učin potreban za otklanjanje vlage iz zraka

Vrijednosti specifične latentne topline

Sljedeća tablica prikazuje specifične latent topline za neke tvari:

Kemijska tvar	Specifična latentna toplina taljenja Lt (kJ/kg)	Talište °C	Specifična latentna toplina isparivanja Li (kJ/kg)	Vrelište °C
Etanol	108	− 114	855	78,3
Amonijak	332,17	− 77,74	1 369	− 33,34
Ugljikov dioksid	184	− 78	574	− 57
Helij			21	− 268,93
Vodik(H2)	58	− 259	455	− 253
Olovo	23,0	327,5	871	1 750
Dušik	25,7	− 210	200	− 196
Kisik	13,9	− 219	213	− 183
Freon R134a		− 101	215,9	− 26,6
Freon R152a		− 116	326,5	- 25
Toluen	72,1	− 93	351	110,6
Terpentin			293
Voda	334	0	2 260	100
Srebro	105	980	2 336	2 050
Živa	11,4	– 39	290	357