Latentna toplina u odnosu na specifičnu toplinu
Latentna toplina
Kada tvar prolazi faznu promjenu, energija se apsorbira ili oslobađa kao toplina. Latentna toplina je toplina koja se apsorbira ili oslobađa iz tvari tijekom promjene faze. Te promjene topline ne uzrokuju promjene temperature jer se apsorbiraju ili otpuštaju. Dva oblika latentne topline su latentna toplina taljenja i latentna toplina isparavanja. Latentna toplina taljenja nastaje tijekom taljenja ili smrzavanja, a latentna toplina isparavanja nastaje tijekom vrenja ili kondenzacije. Promjena faze oslobađa toplinu (egzotermnu) pri pretvaranju plina u tekućinu ili tekućine u krutinu. Fazna promjena apsorbira energiju/toplinu (endotermno) kada prelazi iz krutog u tekuće ili tekuće u plinovito stanje. Na primjer, u parnom stanju, molekule vode imaju visoku energiju i ne postoje međumolekularne privlačne sile. Kreću se kao pojedinačne molekule vode. U usporedbi s ovim, molekule vode u tekućem stanju imaju niske energije. Međutim, neke molekule vode sposobne su pobjeći u stanje pare ako imaju visoku kinetičku energiju. Na normalnoj temperaturi postojat će ravnoteža između stanja pare i tekućeg stanja molekula vode. Prilikom zagrijavanja, na točki vrenja većina molekula vode otpustit će se u stanje pare. Dakle, kada molekule vode isparavaju, vodikove veze između molekula vode moraju se prekinuti. Za to je potrebna energija, a ta je energija poznata kao latentna toplina isparavanja. Za vodu, ova promjena faze događa se na 100 oC (vrelište vode). Međutim, kada se ta fazna promjena dogodi na ovoj temperaturi, molekule vode apsorbiraju toplinsku energiju kako bi razbile veze, ali to neće više povećati temperaturu.
Specifična latentna toplina znači količinu toplinske energije potrebne za potpuno pretvaranje faze u drugu fazu jedinice mase tvari.
Specifična toplina
Kapacitet topline ovisi o količini tvari. Specifična toplina ili specifični toplinski kapacitet(i) je toplinski kapacitet koji je neovisan o količini tvari. Može se definirati kao "količina topline potrebna za podizanje temperature jednog grama tvari za jedan stupanj Celzija (ili jedan Kelvin) pri konstantnom tlaku." Jedinica specifične topline je Jg-1oC-1 Specifična toplina vode je vrlo visoka s vrijednošću od 4,186 Jg -1oC-1 To znači, za povećanje temperature za 1 oC od 1 g vode, 4,186 J toplinske energije potrebno je. Ova visoka vrijednost odnosi se na ulogu vode u toplinskoj regulaciji. Za pronalaženje topline potrebne za povećanje temperature od t1 do t2 određene mase tvari može se koristiti sljedeća jednadžba.
q=m x s x ∆t
q=potrebno grijanje
m=masa tvari
∆t=t1-t2
Međutim, gornja jednadžba se ne primjenjuje ako reakcija uključuje promjenu faze. Na primjer, ne primjenjuje se kada voda prelazi u plinovitu fazu (na točki vrenja) ili kada se voda smrzava i stvara led (na točki taljenja). To je zato što toplina dodana ili uklonjena tijekom promjene faze ne mijenja temperaturu.
Koja je razlika između latentne topline i specifične topline?
• Latentna toplina je energija koja se apsorbira ili oslobađa kada tvar prolazi faznu promjenu. Specifična toplina je količina topline potrebna da se podigne temperatura jednog grama tvari za jedan stupanj Celzija (ili jedan Kelvin) pri konstantnom tlaku.
• Specifična toplina se ne primjenjuje kada tvar prolazi faznu promjenu.
• Specifična toplina uzrokuje promjenu temperature gdje u latentnoj toplini nema promjene temperature.
