比潜热(L)定义为物体在恒温过程中吸收或释放的热能(热量,Q)。比潜热的方程式为:
L = Q / m哪里:
最常见的恒温过程是相变,如熔化、冻结、蒸发或冷凝。能量被认为是“潜在的”,因为在相变发生之前,它基本上隐藏在分子内。它是“特定的”,因为它是以每单位质量的能量表示的。最常见的比潜热单位是焦耳每克(J/g)和千焦耳每千克(kJ/kg)。
比潜热是物质的一种密集性质。其值不取决于样品大小或样品在物质中的位置。
英国化学家约瑟夫·布莱克(Joseph Black)在1750年到1762年之间的某个时候提出了潜热的概念。苏格兰威士忌制造商聘请布莱克确定蒸馏用燃料和水的最佳混合物,并研究恒温下体积和压力的变化。布莱克应用量热法进行研究,并记录潜热值。
英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳将潜热描述为势能的一种形式。焦耳认为能量取决于物质中粒子的特定构型。事实上,影响潜热的是分子中原子的方向、化学键和极性。
潜热和显热是物体与其环境之间的两种热传递。编制了聚变潜热和汽化潜热表。而感热又取决于物体的成分。
这是一张普通材料的熔化和汽化比潜热(SLH)表。请注意,与非极性分子相比,氨和水的值非常高。
材料 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | FusionkJ/kg的SLH | 蒸发的SLH kJ/kg |
氨 | −77.74 | −33.34 | 332.17 | 1369 |
二氧化碳 | −78 | −57 | 184 | 574 |
乙醇 | −114 | 78.3 | 108 | 855 |
氢 | −259 | −253 | 58 | 455 |
领导 | 327.5 | 1750 | 23 | 871 |
氮 | −210 | −196 | 25.7 | 200 |
氧气 | −219 | −183 | 13.9 | 213 |
制冷剂R134A | −101 | −26.6 | — | 215.9 |
甲苯 | −93 | 110.6 | 72.1 | 351 |
水 | 0 | 100 | 334 | 2264.705 |
虽然聚变潜热和汽化潜热用于物理和化学,气象学家也考虑到显热。当潜热被吸收或释放时,它会在大气中产生不稳定性,有可能造成恶劣天气。潜热的变化改变了物体与较热或较冷空气接触时的温度。潜热和感热都使空气移动,产生风和气团的垂直运动。
日常生活中充满了潜热和感热的例子:
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