Varjatud aurustumissoojus on soojusenergia kogus, mis tuleb aurustamiseks lisada vedelikku keemistemperatuuril. Soojust nimetatakse varjatuks, kuna see ei soojenda vedelikku. See lihtsalt ületab vedelikus esinevad molekulidevahelised jõud, mis hoiavad molekule koos, hoides ära nende gaasina väljapääsu. Kui vedelikku lisatakse molekulidevaheliste jõudude purustamiseks piisavalt soojusenergiat, võivad molekulid vabalt vedeliku pinnalt lahkuda ja muutuda kuumutatava materjali auru olekuks.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Varjatud aurustumissoojus ei soojenda vedelikku, vaid pigem purustab molekulidevahelised sidemed, võimaldades materjali auruseisundi moodustumist. Vedelike molekulid on seotud molekulidevaheliste jõududega, mis takistavad vedeliku keemiseni jõudmisel gaasiks muutumist. Nende sidemete purustamiseks lisatava soojusenergia kogus on varjatud aurustumissoojus.
Molekulidevahelised sidemed vedelikes
Vedeliku molekulid võivad kogeda nelja tüüpi molekulidevahelisi jõude, mis hoiavad molekule koos ja mõjutavad aurustumissoojust. Neid vedelates molekulides sidemeid moodustavaid jõude nimetatakse Hollandi füüsiku Johannes van der Waalsi järgi Van der Waalsi jõududeks, kes töötas välja vedelike ja gaaside olekuvõrrandi.
Polaarmolekulidel on molekuli ühes otsas veidi positiivne laeng ja teises otsas veidi negatiivne laeng. Neid nimetatakse dipoolideks ja nad võivad moodustada mitut tüüpi molekulidevahelisi sidemeid. Vesinikuaatomit sisaldavad dipoolid võivad moodustada vesiniksidemeid. Neutraalsed molekulid võivad muutuda ajutisteks dipoolideks ja kogeda jõudu, mida nimetatakse Londoni dispersioonijõuks. Nende sidemete purustamiseks on vaja aurustumissoojusele vastavat energiat.
Vesiniksidemed
Vesinikside on dipool-dipoolne side, mis hõlmab vesiniku aatomit. Vesinikuaatomid moodustavad eriti tugevad sidemed, kuna molekuli vesinikuaatom on prooton ilma elektronide sisemine kest, mis võimaldab positiivselt laetud prootonil läheneda negatiivselt laetud dipoolile tihedalt. Prootoni negatiivse dipooli poole tõmbamise elektrostaatiline jõud on suhteliselt kõrge ja saadud side on vedeliku neljast molekulidevahelisest sidemest kõige tugevam.
Dipool-dipoolsed sidemed
Kui polaarmolekuli positiivselt laetud ots seondub teise molekuli negatiivselt laetud otsaga, on see dipool-dipoolne side. Dipoolmolekulidest koosnevad vedelikud moodustavad ja purustavad pidevalt mitme molekuliga dipool-dipoolsidemeid. Need võlakirjad on neljast tüübist tugevuselt teine.
Dipoolist põhjustatud dipoolsidemed
Kui dipoolmolekul läheneb neutraalsele molekulile, muutub neutraalne molekul dipoolmolekulile lähimas punktis kergelt laetud. Positiivsed dipoolid indutseerivad neutraalses molekulis negatiivse laengu, samas kui negatiivsed dipoolid positiivse laengu. Saadud vastupidised laengud tõmbavad ligi ja tekkivat nõrka sidet nimetatakse dipoolist tingitud dipoolsidemeks.
Londoni dispersiooniväed
Kui kahest neutraalsest molekulist saavad ajutised dipoolid, kuna nende elektronid on juhuslikult ühele küljele kogunenud, on need kaks molekuli võib moodustada nõrga ajutise elektrostaatilise sideme ühe molekuli positiivse küljega, mis on meelitatud teise negatiivsesse külge molekul. Neid jõude nimetatakse Londoni dispersioonijõududeks ja need moodustavad vedeliku neljast molekulidevahelise sideme tüübist kõige nõrgema.
Sidemed ja aurustumissoojus
Kui vedelikul on palju tugevaid sidemeid, kipuvad molekulid koos püsima ja varjatud aurustumissoojus on kõrgendatud. Näiteks vees on dipoolmolekule, mille hapniku aatom on negatiivselt laetud ja vesiniku aatomid positiivselt laetud. Molekulid moodustavad tugevad vesiniksidemed ja vees on vastavalt kõrge latentne aurustumissoojus. Kui tugevaid sidemeid ei esine, võib vedeliku kuumutamine vabastada molekulid gaasi moodustamiseks ja varjatud aurustumissoojus on madal.