Mikä on piilevä lämmönsiirto?

Siirtymät materiaalin kiinteän, nestemäisen ja kaasumaisen faasin välillä sisältävät suuria määriä energiaa. Siirtymiseen tarvittava energia tunnetaan piilevänä lämmönsiirrona. Viime aikoina vaihtoehtoisen energian tutkijat ovat etsineet tapoja, joilla tätä piilevää lämmönsiirtoa voidaan käyttää energian varastointiin tarpeen mukaan. Esimerkiksi yhdessä energiaministeriön (DOE) tutkimuksessa pohditaan, voisiko keskittynyt aurinkoenergia käyttää sulaa suolaa lämpöenergian varastointiin.

Kun kaksi ainetta, joiden lämpötila on erilainen, saatetaan kosketuksiin toistensa kanssa, aine, jonka lämpötila on korkeampi, siirtää lämmön aine, jonka lämpötila on alhaisempi prosessissa, jota kutsutaan "järkeväksi lämmönsiirroksi". Esimerkiksi kun aurinko laskee, ilma kylmenee ja viilenee kuin maahan. Maa siirtää osan lämpöstään ilmaan aiheuttaen maan viilentymisen ja ilman lämpenemisen.

Pisteessä, jossa jokin aineista on valmis vaihtamaan tilaa tai faaseja (kiinteästä nestemäiseksi, nestemäisestä kaasuksi, jne.), lämpö siirtyy yhdestä aineesta ilman vastaavaa lämpötilan muutosta toisessa aine. Tätä prosessia lämmön luovuttamiseksi tai absorboimiseksi muuttamatta lämpötilaa kutsutaan "piileväksi lämmönsiirroksi".

Lämmön määrää, joka on lisättävä nesteeseen sen muuttamiseksi kaasuksi (ts. Vesi höyryksi), kutsutaan "piileväksi höyrystyslämmöksi", kun taas määrä lämpöä, joka on lisättävä kiinteään aineeseen sen muuttamiseksi nesteeksi (jää vedeksi), on "piilevä fuusiolämpö". Lisättävän energian määrä yhden gramman aineen vaiheen muuttaminen on paljon suurempi kuin tarvittava energia yhden gramman saman aineen lämpötilan nostamiseksi yhden asteen Celsius. Energiaa, jota tarvitaan gramman yhden asteen nostamiseen, kutsutaan aineen "ominaislämmöksi". Veden ominaislämpö on 1 kalori / gramma ° C ja fuusiolämpö 79,7 kaloria / gramma.

Energiaa ei menetetä piilevän lämmönsiirron aikana. Esimerkiksi jään sulaminen aiheuttaa piilevän lämmön imeytymisen. Kun vesi jäätyy, piilevä lämpö vapautuu. Samoin kun vesi haihtuu, se absorboi energiaa, mutta kun vesi tiivistyy, energia vapautuu.

Monet vaihtoehtoiset energialähteet ovat rajalliset, koska ne eivät pysty tarjoamaan jatkuvaa energiantuotantoa. Aurinkogeneraattorit tuottavat vain, kun aurinko paistaa, ja tuuliturbiinit ilmeisesti toimivat vain, kun tuuli puhaltaa. Tämä on lisännyt tutkimusta edullisista ja tehokkaista tavoista varastoida energiaa vuoteen 2010 asti tarvitaan (esimerkiksi aurinkoisena päivänä tuotetun ylimääräisen aurinkoenergian varastoimiseksi yö).
Piilevän lämpöenergian varastointijärjestelmät (LHTES) voisivat varastoida ja purkaa suuria määriä energiaa, kun aineet sulavat ja kiinteytyvät. Lisätutkimuksia tarvitaan sen määrittämiseksi, millä materiaaleilla on oikeat ominaisuudet, joiden avulla kaikki autoista tehtaisiin voivat hyödyntää piilevää lämmönsiirtoa tehokkaasti.