Látens hő
Látens hő, az anyag által a fizikai állapotában (fázisában) hőmérsékletváltozás nélkül bekövetkező változás során elnyelt vagy felszabaduló energia. A szilárd anyag olvadásával vagy folyadék megfagyásával kapcsolatos látens hőt fúziós hőnek, a folyadék vagy szilárd anyag elpárolgásával vagy gőz kondenzációjával kapcsolatos látens hőt pedig párolgáshőnek nevezzük. A látens hőt általában az állapotváltozáson áteső anyag egy móljára vagy tömegegységére jutó hőmennyiségként (joule vagy kalória egységben) fejezik ki.
© T.Tulic/Fotolia
Mikor például egy fazék vizet forralva tartunk, a hőmérséklet 100 °C (212 °F) marad, amíg az utolsó csepp el nem párolog, mert a folyadékhoz hozzáadott összes hőt a párolgás látens hőjeként elnyeli és a távozó gőzmolekulák elviszik. Hasonlóképpen, miközben a jég olvad, 0 °C-on (32 °F) marad, és az olvadás látens hőjével keletkező folyékony víz is 0 °C-on van. A víz fúziós hője 0 °C-on körülbelül 334 joule (79,7 kalória) grammonként, a 100 °C-on történő elpárolgás hője pedig körülbelül 2230 joule (533 kalória) grammonként. Mivel a gőz párolgási hője ilyen nagy, a gőz nagy mennyiségű hőenergiát hordoz, amely kondenzációkor felszabadul, így a víz kiváló munkafolyadék a hőgépek számára.
A látens hő az anyag atomjait vagy molekuláit összetartó erők legyőzéséhez szükséges munkából ered. Egy kristályos szilárd anyag szabályos szerkezetét az egyes atomok közötti vonzóerők tartják fenn, amelyek a kristályrácsban elfoglalt átlagos helyzetük körül kissé ingadoznak. A hőmérséklet növekedésével ezek a mozgások egyre hevesebbé válnak, míg az olvadásponton a vonzóerők már nem elegendőek a kristályrács stabilitásának fenntartásához. Azonban további hőt (az olvadás látens hőjét) kell hozzáadni (állandó hőmérsékleten), hogy megvalósuljon az átmenet a még rendezettebb folyékony állapotba, amelyben az egyes részecskék már nem rögzített rácsállásban vannak, hanem szabadon mozognak a folyadékban. A folyadék abban különbözik a gáztól, hogy a részecskék közötti vonzóerők még mindig elegendőek a hosszú távú rend fenntartásához, ami a folyadékot bizonyos fokú kohézióval ruházza fel. A hőmérséklet további emelkedésével egy második átmeneti pont (a forráspont) érhető el, ahol a hosszú távú rend instabillá válik a részecskék nagyrészt független mozgásához képest a gőz vagy gáz által elfoglalt sokkal nagyobb térfogatban. Ismét további hőt (a párolgás látens hőjét) kell hozzáadni ahhoz, hogy a folyadék hosszú távú rendje megtörjön, és megvalósuljon az átmenet a nagymértékben rendezetlen gáz halmazállapotba.
A látens hő az egy anyag szilárd, folyékony és gőzfázisai közötti változásoktól eltérő folyamatokhoz kapcsolódik. Sok szilárd anyag különböző kristályos módosulatokban létezik, és az ezek közötti átmenetek általában látens hő elnyelésével vagy fejlődésével járnak. Egy anyagnak egy másikban való feloldódása gyakran hővel jár; ha az oldódási folyamat szigorúan fizikai változás, akkor a hő látens hő. Néha azonban a folyamatot kémiai változás kíséri, és a hő egy része a kémiai reakcióhoz kapcsolódó hő. Lásd még olvadás.