Calore latente dei passaggi di stato

CALORE LATENTE DEI PASSAGGI DI STATO

Confronto passaggi di stato

Classe 2A 1. Tramonte Filippo: Introduzione del calore latente; 2. Ferrarese Riccardo: Calore latente di fusione e solidificazione; 3. Grimaldo Elisa: Calore latente di vaporizzazione e ebollizione; 4. Bertin Zoe: Calore latente di sublimazione e brinamento.

Calore latente

Il calore latente è la quantità di calore Q che serve affinché un chilogrammo di una determinata sostanza compia un passaggio di stato. Il calore latente viene indicato con la lettera greca lambda, λ, ma si può utilizzare anche L. L’unità di misura del calore latente è, J/kg ma talvolta si usano anche kcal/kg oppure J/mol. Il concetto di calore latente è stato introdotto per riuscire a spiegare quei fenomeni fisici in cui si verifica un passaggio di calore senza variazione di temperatura. Infatti, in tutti questi casi non possiamo usare la formula classica del calore Q = m ∙ c ∙ ∆T ma si usa la formula del calore latente Q = λ ∙ m, dove Q è il calore fornito o sottratto al sistema ed è proporzionale alla quantità di sostanza m. Si parla di calore latente perché non si vede, ossia non si manifesta con una variazione di temperatura.

Il calore latente può avere valori numerici uguali ma opposti a seconda che si verifichi un passaggio di stato o il suo inverso a parità di temperatura e pressione.Quindi, i cambiamenti di stato o passaggi di stato sono 3:

• fusione e il suo inverso, la solidificazione;
• ebollizione o vaporizzazione o evaporazione e il suo inverso, la condensazione;
• sublimazione e il suo inverso, cioè il brinamento.

Calore latente di fusione

Il calore latente di fusione è la quantità di energia necessaria per fondere completamente 1 Kg di sostanza alla sua temperatura di fusione, quando la pressione esterna è di 1 atm.

• è una grandezza intensiva;
• è caratteristico di ogni sostanza;
• nel SI viene misurato in (J/Kg);
• determina 2 passaggi di stato: la fusione e la solidificazione;

• è numericamente uguale al calore latente di solidificazione, ma di segno opposto, infatti durante la fusione la sostanza assorbe questo calore dall'ambiente, mentre durante la solidificazione lo cede.
• è minore del calore latente di vaporizzazione in quanto in quanto è più facile ridurre le forze di coesione di un solido rispetto ad annullare quelle di un liquido.

L’immagine riporta la temperatura e il calore latente di fusione (e solidificazione) di alcune sostanze.

Calore latente di vaporizzazione

Il calore latente di vaporizzazione è la quantità di energia necessaria per vaporizzare 1kg di sostanza alla sua temperatura di ebollizione, quando la pressione esterna è di 1 atm. Inoltre è una proprietà intensiva, e caratteristico di ogni sostanza pura.

Il calore latente di vaporizzazione determina due passaggi di stato:

• l’ebollizione, il passaggio di una sostanza dallo stato liquido allo stato gassoso;
• la condensazione, il passaggio di una sostanza dallo stato gassoso allo stato liquido.

Il valore del calore latente di condensazione di una determinata sostanza è identico ma di segno opposto al valore del calore latente di ebollizione di quella sostanza. È anche molto maggiore di quello di fusione, dal momento che è più difficile annullare le forze di coesione di un liquido, che diventa vapore, rispetto che ridurre quelle di un solido.

Questa immagine mostra la curva di riscardamento dell'acqua. Si nota che durante la fusione e l'ebollizione la temperatura rimane costante. Il calore fornito in questi passaggi di stato è chiamato latente

Calore latente di sublimazione

Il calore latente di sublimazione è una proprietà intensiva, il che significa che è indipendente dalla quantità di sostanza presente. È specifico per ogni sostanza pura e rappresenta la quantità di calore necessaria per far sublimare completamente un chilogrammo di quella sostanza. Questa proprietà è espressa in joule per chilogrammo (J/kg)

Il calore latente di sublimazione è quello che determina questi due passaggi di stato:

• la sublimazione
• il brinamento

Il valore del calore latente di brinamento di una determinata sostanza è uguale ma di segno opposto al valore del calore latente di sublimazione di quella stessa sostanza.

L'immagine mostra i passaggi di stato della materia

FONTI BIBLIO-SITOGRAFICHE

Interactive question

• https://wauniversity.it/calore-latente/
• Chimica concetti e modelli: "Dalla materia all'atomo PLUS" seconda edizione di Giuseppe Valitutti; Marco Falasca; Patrizia Amadio.
• https://www.chimica-online.it/download/calore_latente_fusione_vaporizzazione.htm
• https://www.youmath.it/lezioni/fisica/termodinamica/3658-calore-latente.html
• https://www.chimica-online.it/download/sublimazione.htm