Co je latentní přenos tepla?

Přechody mezi pevnou, kapalnou a plynnou fází materiálu zahrnují velké množství energie. Energie potřebná pro přechod je známá jako latentní přenos tepla. V poslední době se vědci zabývající se alternativní energií zabývají způsoby, jak lze tento přenos latentního tepla použít k ukládání energie, dokud to není nutné. Například jedna studie ministerstva energetiky (DOE) zvažuje, zda by koncentrovaná solární energie mohla využívat roztavenou sůl k ukládání tepelné energie.

Když se dvě látky s různými teplotami dostanou do vzájemného kontaktu, látka s vyšší teplotou přenáší teplo na látka s nižší teplotou v procesu zvaném „citlivý přenos tepla“. Když například zapadne slunce, vzduch se ochladí a ochlazuje než přízemní. Země přenáší část svého tepla do vzduchu, což způsobuje, že se země ochladí a vzduch se zahřeje.

V bodě, kdy je jedna z látek připravena ke změně stavu nebo fází (pevná látka na kapalinu, kapalina na plyn, atd.), teplo se přenáší z jedné látky bez odpovídajícího teplotního posunu ve druhé látka. Tento proces vydávání nebo absorpce tepla beze změny teploty je známý jako „přenos latentního tepla“.

Množství tepla, které musí být přidáno do kapaliny, aby se změnila na plyn (tj. Vodu na páru), se nazývá „latentní teplo odpařování“, zatímco množství tepla, které musí být přidáno k pevné látce, aby se změnilo na kapalinu (led na vodu), je „latentní teplo fúze“. Množství energie, které je třeba přidat změnit fázi jednoho gramu látky je mnohem větší než energie potřebná ke zvýšení teploty jednoho gramu stejné látky o jeden stupeň Celsia. Energie potřebná ke zvýšení gramu o jeden stupeň se nazývá „specifické teplo“ látky. Voda má měrné teplo 1 kalorie / gram ° C a teplo fúze 79,7 kcal / gram.

Při přenosu latentního tepla se neztrácí energie. Tání ledu například způsobuje absorpci latentního tepla. Když voda zamrzáse uvolňuje latentní teplo. Podobně, když se voda odpaří, absorbuje energii, ale když voda kondenzuje, energie se uvolní.

Mnoho alternativních zdrojů energie je omezeno, protože nemohou zajistit stálou výrobu energie. Solární generátory vyrábějí, pouze když svítí slunce, a větrné turbíny evidentně fungují pouze tehdy, když fouká vítr. To vedlo k intenzivnějšímu výzkumu levných a efektivních způsobů skladování energie do potřeba (například k ukládání přebytečné solární elektřiny vyrobené za slunečného dne, která se použije během roku) noc).
Systémy akumulace tepelné energie s využitím latentního tepla (LHTES) by mohly akumulovat a odvádět velké množství energie, když se látky taví a tuhnou. Je zapotřebí dalšího výzkumu, aby bylo možné rozhodnout, které materiály mají ty správné vlastnosti, které by mohly umožnit efektivnímu přenosu latentního tepla od automobilů po továrny.