Η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης είναι η ποσότητα θερμικής ενέργειας που πρέπει να προστεθεί σε ένα υγρό στο σημείο βρασμού για να την εξατμίσει. Η θερμότητα καλείται λανθάνουσα επειδή δεν θερμαίνει το υγρό. Απλώς ξεπερνά τις διαμοριακές δυνάμεις που υπάρχουν στο υγρό και συγκρατούν τα μόρια μαζί, αποτρέποντάς τους να διαφύγουν ως αέριο. Όταν προστίθεται αρκετή θερμική ενέργεια στο υγρό για να σπάσει τις διαμοριακές δυνάμεις, τα μόρια είναι ελεύθερα να αφήσουν την επιφάνεια του υγρού και να καταστούν η κατάσταση ατμών του υλικού που θερμαίνεται.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης δεν θερμαίνει το υγρό αλλά μάλλον σπάει τους διαμοριακούς δεσμούς για να επιτρέψει το σχηματισμό της κατάστασης ατμών του υλικού. Τα μόρια των υγρών δεσμεύονται από διαμοριακές δυνάμεις που τα εμποδίζουν να γίνουν αέρια όταν το υγρό φτάσει στο σημείο βρασμού του. Η ποσότητα θερμικής ενέργειας που πρέπει να προστεθεί για να σπάσει αυτούς τους δεσμούς είναι η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης.
Διαμοριακά Ομόλογα σε Υγρά
Τα μόρια ενός υγρού μπορούν να βιώσουν τέσσερις τύπους διαμοριακών δυνάμεων που συγκρατούν τα μόρια και επηρεάζουν τη θερμότητα της εξάτμισης. Αυτές οι δυνάμεις που σχηματίζουν δεσμούς σε υγρά μόρια ονομάζονται δυνάμεις Van der Waals μετά τον ολλανδικό φυσικό Johannes van der Waals που ανέπτυξε μια εξίσωση κατάστασης για υγρά και αέρια.
Τα πολικά μόρια έχουν ελαφρώς θετικό φορτίο στο ένα άκρο του μορίου και ελαφρώς αρνητικό φορτίο στο άλλο άκρο. Ονομάζονται δίπολα και μπορούν να σχηματίσουν διάφορους τύπους διαμοριακών δεσμών. Διπόλες που περιλαμβάνουν άτομο υδρογόνου μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου. Τα ουδέτερα μόρια μπορούν να γίνουν προσωρινά δίπολα και να βιώσουν μια δύναμη που ονομάζεται δύναμη διασποράς του Λονδίνου. Η διάσπαση αυτών των δεσμών απαιτεί ενέργεια που αντιστοιχεί στη θερμότητα της εξάτμισης.
Ομόλογα υδρογόνου
Ο δεσμός υδρογόνου είναι ένας δεσμός διπόλου-διπολίου που περιλαμβάνει ένα άτομο υδρογόνου. Τα άτομα υδρογόνου σχηματίζουν ιδιαίτερα ισχυρούς δεσμούς επειδή το άτομο υδρογόνου σε ένα μόριο είναι ένα πρωτόνιο χωρίς εσωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων, το οποίο επιτρέπει στο θετικά φορτισμένο πρωτόνιο να πλησιάσει ένα αρνητικά φορτισμένο δίπολο απο κοντα. Η ηλεκτροστατική δύναμη έλξης του πρωτονίου στο αρνητικό δίπολο είναι συγκριτικά υψηλή και ο προκύπτων δεσμός είναι ο ισχυρότερος από τους τέσσερις διαμοριακούς δεσμούς ενός υγρού.
Ομόλογα Διπόλων-Διπόλων
Όταν το θετικά φορτισμένο άκρο ενός πολικού μορίου συνδέεται με το αρνητικά φορτισμένο άκρο ενός άλλου μορίου, είναι ένας δεσμός διπόλου-διπολίου. Υγρά αποτελούμενα από διπολικά μόρια σχηματίζουν συνεχώς και σπάζουν τους διπολικούς διπολικούς δεσμούς με πολλαπλά μόρια. Αυτά τα ομόλογα είναι το δεύτερο ισχυρότερο από τα τέσσερα είδη.
Ομολογίες διπόλου που προκαλούνται από διπόλη
Όταν ένα μόριο διπόλου πλησιάζει ένα ουδέτερο μόριο, το ουδέτερο μόριο φορτίζεται ελαφρώς στο πλησιέστερο σημείο στο μόριο του διπόλου. Τα θετικά δίπολα προκαλούν ένα αρνητικό φορτίο στο ουδέτερο μόριο ενώ τα αρνητικά δίπολα προκαλούν ένα θετικό φορτίο. Τα προκύπτοντα αντίθετα φορτία προσελκύουν, και ο ασθενής δεσμός που δημιουργείται ονομάζεται διπολικός δεσμός που προκαλείται από δίπολο.
Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου
Όταν δύο ουδέτερα μόρια γίνονται προσωρινά δίπολα επειδή τα ηλεκτρόνια τους έχουν συλλεχθεί τυχαία από τη μία πλευρά, τα δύο μόρια μπορεί να σχηματίσει έναν ασθενή προσωρινό ηλεκτροστατικό δεσμό με τη θετική πλευρά ενός μορίου να προσελκύεται στην αρνητική πλευρά ενός άλλου μόριο. Αυτές οι δυνάμεις ονομάζονται δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου και σχηματίζουν τους πιο αδύναμους από τους τέσσερις τύπους διαμοριακών δεσμών ενός υγρού.
Ομόλογα και θερμότητα εξάτμισης
Όταν ένα υγρό έχει πολλούς ισχυρούς δεσμούς, τα μόρια τείνουν να παραμένουν μαζί και η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης αυξάνεται. Το νερό, για παράδειγμα, έχει μόρια διπόλου με το άτομο οξυγόνου αρνητικά φορτισμένο και τα άτομα υδρογόνου θετικά φορτισμένα. Τα μόρια σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου και το νερό έχει αντίστοιχα υψηλή λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης. Όταν δεν υπάρχουν ισχυροί δεσμοί, η θέρμανση ενός υγρού μπορεί εύκολα να ελευθερώσει τα μόρια για να σχηματίσουν ένα αέριο και η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης είναι χαμηλή.
