Piilevä lämpö vs ominaislämpö
Latentti lämpö
Kun aineessa tapahtuu faasimuutos, energia imeytyy tai vapautuu lämpönä. Piilevä lämpö on lämpöä, joka imeytyy tai vapautuu aineesta faasimuutoksen aikana. Nämä lämmönmuutokset eivät aiheuta lämpötilamuutoksia, koska ne imeytyvät tai vapautuvat. Kaksi piilevän lämmön muotoa ovat piilevä sulamislämpö ja piilevä höyrystymislämpö. Piilevä sulamislämpö tapahtuu sulamisen tai jäätymisen aikana ja piilevä höyrystymislämpö kiehumisen tai tiivistymisen aikana. Faasimuutos vapauttaa lämpöä (eksoterminen), kun kaasu muuttuu nesteeksi tai neste kiinteäksi. Faasimuutos absorboi energiaa/lämpöä (endoterminen) siirtyessään kiinteästä nesteeksi tai nesteestä kaasuksi. Esimerkiksi höyrytilassa vesimolekyylit ovat erittäin energisiä, eikä molekyylien välisiä vetovoimia ole. Ne liikkuvat yksittäisinä vesimolekyyleina. Tähän verrattuna nestemäisten vesimolekyylien energiat ovat alhaiset. Jotkut vesimolekyylit pystyvät kuitenkin pakenemaan höyrytilaan, jos niillä on korkea kineettinen energia. Normaalissa lämpötilassa vesimolekyylien höyrytilan ja nestetilan välillä vallitsee tasapaino. Kuumennettaessa kiehumispisteessä suurin osa vesimolekyyleistä vapautuu höyrytilaan. Joten kun vesimolekyylit haihtuvat, vesimolekyylien väliset vetysidokset on katkettava. Tätä varten tarvitaan energiaa, ja tämä energia tunnetaan piilevänä höyrystymislämmönä. Veden os alta tämä vaihemuutos tapahtuu lämpötilassa 100 oC (veden kiehumispiste). Kuitenkin, kun tämä faasimuutos tapahtuu tässä lämpötilassa, vesimolekyylit absorboivat lämpöenergiaa sidosten katkaisemiseksi, mutta se ei nosta lämpötilaa enempää.
Ominainen piilevä lämpö tarkoittaa lämpöenergian määrää, joka tarvitaan faasin muuntamiseen kokonaan aineen massayksikkömassan toiseksi faasiksi.
Erityislämpö
Lämpökapasiteetti riippuu aineen määrästä. Ominaislämpö tai ominaislämpökapasiteetti(t) on lämpökapasiteetti, joka on riippumaton aineiden määrästä. Se voidaan määritellä "lämpömääräksi, joka tarvitaan nostamaan yhden gramman ainetta lämpötilaa yhdellä Celsius-asteella (tai yhdellä Kelvinillä) vakiopaineessa". Ominaislämmön yksikkö on Jg-1oC-1 Veden ominaislämpö on erittäin korkea arvolla 4,186 Jg -1oC-1 Tämä tarkoittaa lämpötilan nostamista 1 oC 1 g:sta vettä, 4,186 J lämpöenergiaa tarvitaan. Tämä korkea arvo kohtaa veden roolin lämmön säätelyssä. Seuraavaa yhtälöä voidaan käyttää aineen tietyn massan lämpötilan nostamiseen tarvittavan lämmön löytämiseksi t1 arvoon t2.
q=m x s x ∆t
q=vaadittu lämpö
m=aineen massa
∆t=t1-t2
Yllä oleva yhtälö ei kuitenkaan päde, jos reaktioon liittyy faasimuutos. Sitä ei esimerkiksi sovelleta, kun vesi on menossa kaasufaasiin (kiehumispisteessä) tai kun vesi jäätyy muodostaen jäätä (sulamispisteessä). Tämä johtuu siitä, että vaihemuutoksen aikana lisätty tai poistettu lämpö ei muuta lämpötilaa.
Mitä eroa piilevän lämmön ja ominaislämmön välillä on?
• Piilevä lämpö on energiaa, joka imeytyy tai vapautuu, kun aineen vaihe muuttuu. Ominaislämpö on lämpömäärä, joka tarvitaan nostamaan yhden gramman ainetta lämpötilaa yhdellä Celsius-asteella (tai yhdellä Kelvinillä) vakiopaineessa.
• Ominaislämpöä ei sovelleta, kun aineen vaihe muuttuu.
• Ominaislämpö aiheuttaa lämpötilan muutoksen, kun piilevässä lämmössä ei ole lämpötilamuutosta.
