Hvad er latent varmeoverførsel?

Overgange mellem et materiales faste, flydende og gasformige faser involverer store mængder energi. Den nødvendige energi til overgangen kaldes latent varmeoverførsel. For nylig har alternative energiforskere set på måder, hvorpå denne latente varmeoverførsel kan bruges til at lagre energi, indtil det er nødvendigt. For eksempel overvejer en undersøgelse fra Department of Energy (DOE), om koncentreret solenergi kan bruge smeltet salt til lagring af termisk energi.

Når to stoffer med forskellige temperaturer bringes i kontakt med hinanden, overfører stoffet med den højere temperatur varme til stof med lavere temperatur i en proces kaldet "fornuftig varmeoverførsel." For eksempel når solen går ned, bliver luften koldere og bliver køligere end den jord. Jorden overfører noget af sin varme til luften, hvilket får jorden til at blive koldere og luften bliver varmere.

På det punkt, hvor et af stofferne er klar til at ændre tilstand eller faser (fast til væske, væske til gas, osv.), overføres varme fra det ene stof uden et tilsvarende temperaturskift i det andet stof. Denne proces med at afgive eller absorbere varme uden at ændre temperatur kaldes "latent varmeoverførsel."

Mængden af ​​varme, der skal tilsættes en væske for at ændre den til en gas (dvs. vand til damp) kaldes "latent fordampningsvarme", mens den mængde varme, der skal tilsættes til et fast stof for at skifte det til en væske (is til vand) er den "latente fusionsvarme." Den mængde energi, der skal tilføjes at ændre fasen af ​​et gram af et stof er meget større end den energi, der kræves for at hæve temperaturen på et gram af det samme stof en grad Celsius. Den nødvendige energi til at hæve et gram en grad kaldes stoffets "specifikke varme". Vand har en specifik varme på 1 kalorie / gram ° C og en fusionsvarme på 79,7 cal / gram.

Energi går ikke tabt under latent varmeoverførsel. For eksempel får issmeltning latent varme til at blive absorberet. Hvornår vand fryser, frigives den latente varme. Når vand fordamper, absorberer det ligeledes energi, men når vand kondenserer frigøres energien.

Mange alternative energikilder er begrænsede, fordi de ikke kan levere konstant energiproduktion. Solgeneratorer producerer kun, når solen skinner, og vindmøller fungerer naturligvis kun, når vinden blæser. Dette har resulteret i øget forskning i billige og effektive måder at lagre energien indtil behov (for eksempel at opbevare overskydende solenergi produceret på en solskinsdag til brug i løbet af året) nat).
Latente varmelagringssystemer (LHTES) kan lagre og aflade store mængder energi, når stoffer smelter og størkner. Yderligere forskning er nødvendig for at afgøre, hvilke materialer der har de rigtige egenskaber, der kan give alt fra biler til fabrikker mulighed for effektivt at udnytte latent varmeoverførsel.