Utama ilmu

Fisika panas laten

Fisika panas laten
Fisika panas laten

Video: Kalor Laten 2024, Mungkin

Video: Kalor Laten 2024, Mungkin
Anonim

Panas laten, energi yang diserap atau dilepaskan oleh suatu zat selama perubahan kondisi fisik (fase) yang terjadi tanpa mengubah suhunya. Panas laten yang terkait dengan melelehkan padatan atau membekukan cairan disebut panas fusi; yang terkait dengan penguapan cairan atau padatan atau pengembunan uap disebut panas penguapan. Panas laten biasanya dinyatakan sebagai jumlah panas (dalam satuan joule atau kalori) per mol atau satuan satuan zat yang mengalami perubahan keadaan.

Sebagai contoh, ketika panci air terus mendidih, suhunya tetap pada 100 ° C (212 ° F) sampai tetes terakhir menguap, karena semua panas yang ditambahkan ke cairan diserap sebagai panas laten penguapan dan dibawa oleh molekul uap yang melarikan diri. Demikian pula, ketika es mencair, ia tetap pada 0 ° C (32 ° F), dan air cair yang terbentuk dengan panas fusi laten juga pada 0 ° C. Panas fusi untuk air pada 0 ° C adalah sekitar 334 joule (79,7 kalori) per gram, dan panas penguapan pada 100 ° C adalah sekitar 2.230 joule (533 kalori) per gram. Karena panas penguapan sangat besar, uap membawa banyak energi panas yang dilepaskan ketika mengembun, membuat air menjadi fluida kerja yang sangat baik untuk mesin panas.

Panas laten muncul dari pekerjaan yang diperlukan untuk mengatasi kekuatan yang menyatukan atom atau molekul dalam suatu material. Struktur reguler padatan kristal dipertahankan oleh gaya tarik-menarik di antara atom-atom individualnya, yang sedikit berosilasi tentang posisi rata-rata mereka dalam kisi kristal. Ketika suhu meningkat, gerakan-gerakan ini menjadi semakin ganas hingga, pada titik leleh, gaya tarik tidak lagi cukup untuk menjaga stabilitas kisi kristal. Namun, panas tambahan (laten panas fusi) harus ditambahkan (pada suhu konstan) untuk mencapai transisi ke keadaan cairan yang lebih teratur, di mana partikel individu tidak lagi ditahan dalam posisi kisi tetap tetapi bebas untuk bergerak melalui cairan. Cairan berbeda dari gas karena gaya tarik-menarik antara partikel masih cukup untuk mempertahankan tatanan jangka panjang yang memberikan cairan dengan derajat kohesi. Ketika suhu semakin meningkat, titik transisi kedua (titik didih) tercapai ketika tatanan jarak jauh menjadi tidak stabil relatif terhadap gerakan partikel yang sebagian besar independen dalam volume yang jauh lebih besar yang ditempati oleh uap atau gas. Sekali lagi, panas tambahan (panas laten penguapan) harus ditambahkan untuk memutus urutan jangka panjang dari cairan dan menyelesaikan transisi ke keadaan gas yang sebagian besar tidak teratur.

Panas laten dikaitkan dengan proses selain perubahan di antara fase padat, cair, dan uap dari suatu zat tunggal. Banyak padatan ada dalam modifikasi kristal yang berbeda, dan transisi di antara ini umumnya melibatkan penyerapan atau evolusi panas laten. Proses melarutkan satu zat ke zat lain sering melibatkan panas; jika proses solusi adalah perubahan fisik, panas adalah panas laten. Namun, kadang-kadang, proses tersebut disertai dengan perubahan kimia, dan bagian dari panas adalah yang terkait dengan reaksi kimia. Lihat juga meleleh.